本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件，具體涉及一種氣敏元件制備方法、氣敏元件、傳感器芯片、電子設(shè)備和車輛。

背景技術(shù)：

1、汽車在行駛過(guò)程中會(huì)排放大量有毒有害的尾氣，如co、no2、so2等。這些氣體達(dá)到一定濃度并被車內(nèi)人員吸入后，就會(huì)對(duì)人體健康造成極大危害。因此亟需開(kāi)發(fā)一種氣體傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)這些有毒氣體的濃度，從而自動(dòng)控制汽車空調(diào)的內(nèi)外循環(huán)。mems氣體傳感器芯片由于其體積小、功耗低、集成度高的優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用于車載空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。

2、在mems氣體傳感器芯片中，最核心的部分是敏感材料層。為提高傳感器的靈敏度，科研人員通常使用磁控濺射法沉積的氣敏薄膜，磁控濺射法沉積的薄膜一致性高、可控性強(qiáng)，能夠顯著提高傳感器的氣敏性能的一致性。然而，由于磁控濺射得到的敏感膜非常致密，導(dǎo)致待測(cè)氣體無(wú)法進(jìn)入到氣敏薄膜的內(nèi)部，靈敏度較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種氣敏元件制備方法的新技術(shù)方案，至少能夠解決現(xiàn)有氣敏元件敏感度差的技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種由上述方法制備的氣敏元件。

3、本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種傳感器芯片，包括上述氣敏元件。

4、本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供一種電子設(shè)備，包括上述傳感器芯片。

5、本發(fā)明的第五個(gè)目的是提供一種車輛，包括上述方法制備的氣敏元件或傳感器芯片。

6、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種氣敏元件制備方法，包括以下步驟：提供基體，在所述基體的基面制備多個(gè)光刻膠凸起部，得到具有多個(gè)光刻膠凸起部的基體；在所述基體的基面制備氣敏薄膜，得到半成品氣敏元件；對(duì)所述半成品氣敏元件進(jìn)行熱處理，以去除所述光刻膠凸起部，得到具有多孔氣敏薄膜的一級(jí)氣敏元件。

7、可選地，在所述基體的基面制備多個(gè)光刻膠凸起部，得到具有多個(gè)光刻膠凸起部的基體的步驟包括：提供具有多個(gè)通孔的掩模板，將所述掩模板置于所述基體的基面；透過(guò)所述通孔在所述基面制備與所述通孔吻合的光刻膠層；對(duì)所述光刻膠層曝光并顯影，以使所述光刻膠層形成所述光刻膠凸起部；去除所述掩模板，得到具有多個(gè)光刻膠凸起部的基體。

8、可選地，在所述基體的基面制備多個(gè)光刻膠凸起部的步驟包括：在所述基體的基面制備光刻膠層，得到具有光刻膠層的基體；提供具有多個(gè)通孔的掩模板，將所述掩模板置于所述光刻膠層的表面；透過(guò)所述掩模板對(duì)所述光刻膠層曝光并顯影，得到一級(jí)光刻膠凸起部。

9、可選地，在所述基體的基面制備多個(gè)光刻膠凸起部的步驟還包括：對(duì)顯影后的所述光刻膠層烘烤，得到二級(jí)光刻膠凸起部。

10、可選地，在所述基體的基面制備光刻膠層，得到具有光刻膠層的基體的步驟包括：在所述基體的基面旋涂光刻膠；烘烤所述光刻膠，烘烤溫度為50℃～100℃，烘烤時(shí)間為1h～2h，得到具有光刻膠層的基體。

11、可選地，所述光刻膠層的厚度為500nm～1000nm。

12、可選地，所述氣敏薄膜的厚度為100nm～500nm。

13、可選地，所述基體為微熱板。

14、可選地，對(duì)所述半成品氣敏元件熱處理的溫度為所述氣敏薄膜重結(jié)晶的溫度。

15、可選地，對(duì)所述半成品氣敏元件熱處理的溫度為450℃～550℃，時(shí)間為1h～3h。

16、可選地，在所述基體的基面制備氣敏薄膜的步驟包括：在所述基體的基面沉積氣敏靶材，以得到氣敏薄膜。

17、可選地，所述光刻膠凸起部的第一端設(shè)于所述基體，所述光刻膠凸起部的第二端遠(yuǎn)離所述基體，所述光刻膠凸起部的第二端在所述基體的投影與所述光刻膠凸起部的第一端在所述基體的投影至少部分不重合。

18、可選地，所述光刻膠凸起部的第一端設(shè)于所述基體，所述光刻膠凸起部的第二端遠(yuǎn)離所述基體，所述光刻膠凸起部的第一端的徑向尺寸小于所述光刻膠凸起部的第二端的徑向尺寸。

19、可選地，所述光刻膠凸起部為直圓柱、斜圓柱或倒圓臺(tái)。

20、可選地，所述光刻膠凸起部靠近所述基面的一端的直徑為500nm～1000nm，所述光刻膠凸起部的高度為500nm～1000nm。

21、可選地，所述方法還包括如下步驟：對(duì)所述一級(jí)氣敏元件清洗并烘干，得到二級(jí)氣敏元件。

22、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種氣敏元件，所述氣敏元件采用上述氣敏元件制備方法得到。

23、可選地，所述多孔氣敏薄膜的孔體的第一端靠近所述基體，所述孔體的第二端遠(yuǎn)離所述基體，所述孔體的第一端的徑向尺寸小于所述孔體的第二端的徑向尺寸。

24、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種傳感器芯片，包括上述氣敏元件。

25、根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種電子設(shè)備，包括上述傳感器芯片。

26、根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種車輛，包括上述傳感器芯片或電子設(shè)備。

27、根據(jù)本發(fā)明的氣敏元件制備方法，采用多個(gè)光刻膠凸起部作為犧牲結(jié)構(gòu)，并采用熱處理的方式去除光刻膠凸起部，可以得到具有多孔氣敏薄膜的一級(jí)氣敏元件，多孔結(jié)構(gòu)便于氣體進(jìn)入氣敏薄膜內(nèi)部，從而可以提高氣敏元件的靈敏度，而且氣敏薄膜的性能在熱處理的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生優(yōu)化，可以進(jìn)一步提高氣敏元件的靈敏度，進(jìn)而提高氣敏元件的可靠性。

28、通過(guò)以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。

技術(shù)特征：

1.一種氣敏元件制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣敏元件制備方法，其特征在于，在所述基體的基面制備多個(gè)光刻膠凸起部，得到具有多個(gè)光刻膠凸起部的基體的步驟包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣敏元件制備方法，其特征在于，在所述基體的基面制備多個(gè)光刻膠凸起部的步驟包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣敏元件制備方法，其特征在于，在所述基體的基面制備多個(gè)光刻膠凸起部的步驟還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣敏元件制備方法，其特征在于，在所述基體的基面制備光刻膠層，得到具有光刻膠層的基體的步驟包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣敏元件制備方法，其特征在于，所述光刻膠層的厚度為500nm～1000nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣敏元件制備方法，其特征在于，所述氣敏薄膜的厚度為100nm～500nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣敏元件制備方法，其特征在于，所述基體為微熱板。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣敏元件制備方法，其特征在于，對(duì)所述半成品氣敏元件熱處理的溫度為所述氣敏薄膜重結(jié)晶的溫度。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣敏元件制備方法，其特征在于，對(duì)所述半成品氣敏元件熱處理的溫度為450℃～550℃，時(shí)間為1h～3h。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣敏元件制備方法，其特征在于，在所述基體的基面制備氣敏薄膜的步驟包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣敏元件制備方法，其特征在于，所述光刻膠凸起部的第一端設(shè)于所述基體，所述光刻膠凸起部的第二端遠(yuǎn)離所述基體，所述光刻膠凸起部的第二端在所述基體的投影與所述光刻膠凸起部的第一端在所述基體的投影至少部分不重合。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣敏元件制備方法，其特征在于，所述光刻膠凸起部的第一端設(shè)于所述基體，所述光刻膠凸起部的第二端遠(yuǎn)離所述基體，所述光刻膠凸起部的第一端的徑向尺寸小于所述光刻膠凸起部的第二端的徑向尺寸。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣敏元件制備方法，其特征在于，所述光刻膠凸起部為直圓柱、斜圓柱或倒圓臺(tái)。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的氣敏元件制備方法，其特征在于，所述光刻膠凸起部靠近所述基面的一端的直徑為500nm～1000nm，所述光刻膠凸起部的高度為500nm～1000nm。

16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的氣敏元件制備方法，其特征在于，還包括如下步驟：

17.一種氣敏元件，其特征在于，所述氣敏元件采用權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的氣敏元件制備方法得到。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的氣敏元件，其特征在于，所述多孔氣敏薄膜的孔體的第一端靠近所述基體，所述孔體的第二端遠(yuǎn)離所述基體，所述孔體的第一端的徑向尺寸小于所述孔體的第二端的徑向尺寸。

19.一種傳感器芯片，其特征在于，包括權(quán)利要求17或18所述的氣敏元件。

20.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括權(quán)利要求19所述的傳感器芯片。

21.一種車輛，其特征在于，包括權(quán)利要求19所述的傳感器芯片，或權(quán)利要求20所述的電子設(shè)備。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種氣敏元件制備方法、氣敏元件、傳感器芯片、電子設(shè)備和車輛，其中，氣敏元件制備方法包括以下步驟：提供基體，在所述基體的基面制備多個(gè)光刻膠凸起部，得到具有多個(gè)光刻膠凸起部的基體；在所述基體的基面制備氣敏薄膜，得到半成品氣敏元件；對(duì)所述半成品氣敏元件進(jìn)行熱處理，以去除所述光刻膠凸起部，得到具有多孔氣敏薄膜的一級(jí)氣敏元件。本發(fā)明的氣敏元件制備方法，采用熱處理的方式去除光刻膠凸起部，可以提高氣敏元件的靈敏度。

技術(shù)研發(fā)人員：皮文博,賀曉旭,劉國(guó)寧,頊文姝,劉雅靜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：比亞迪半導(dǎo)體股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8