MEMS氣體感測器不同於物理類感測器晶片,它涉及化學、材料、自動化、精密儀器、電子、半導體制造、軟體與演算法等多種學科,製造難度大,工藝流程複雜。
目前,市場上MEMS氣體感測器普遍以單晶矽材料為基底,MOS金屬氧化物組份為氣體敏感材料,當氣敏材料暴露於被測氣體中,氣體會與它們發生作用,引起電導率或電阻率的變化,產生包含氣體成分和濃度的電訊號,經過訊號處理電路處理後,即可識別氣體的成分和濃度。
MEMS金氧半導體氣敏感測器採用微電子技術的成膜工藝,在矽襯底上澱積金屬氧化物敏感層,利用敏感層下的電阻做加熱器,利用二極體做測溫元件,必要的訊號電路和讀出電路也可以整合在同一矽晶片上。
MEMS微氣體感測器的特點在於將加熱電極、絕緣層和測試電極一層一層依次堆積疊加在一起。
技術水平的不斷進步,使得市場上對小體積、低功耗、智慧化、模組化的氣體感測器的需求越來越大,特別是在物聯網等泛在應用的推動下,MEMS感測器的應用空間也越來越廣闊。
基於MEMS工藝的半導體敏感材料(MOS)氣體感測器開始在智慧家電、智慧家居、移動穿戴、物聯網環境監測、樓宇控制以及醫療健康早期篩查等的氣體檢測領域廣泛應用。
一直以來,氣體感測器在物聯網發展中扮演關鍵角色,採暖、通風和空調(HVAC)系統、空氣清淨機、智慧窗戶、汽車、醫療器械、大氣環境監測、石油化工產業等等各種行業都有氣體感測器的身影。
MEMS和絲網印刷技術更是為氣體感測器的小型化打開了大門,使這些微型化氣體感測器能夠整合進入智慧手機和可穿戴裝置等消費電子產品。未來,增加功能密度、提升精度將成為 MEMS 的重要驅動因素,為更多場景帶來可感知的價值!
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