技術名稱 微型氣體感測器及其製造方法
計畫單位 財團法人國家實驗研究院
計畫主持人
技術簡介
本發明係為型具複合層低濃度氣體偵測器,包含:氣體偵測器晶片,其多層膜感測材料背部為一中空結構,感測材料下有一絕緣層,感測材料周圍有一微型加熱器,感測材料附著在感測電極上,膜感測材料為一複合氧化物半導體為主的感測膜;一複合氧化物半導體厚度0.1~2um,可加上奈米金屬(1-500nm)催化在氧化物半導體層表面,反應層是凹凸表面,絕緣層係一低應力絕緣膜,電極是可形狀改變;經由本發明創作之低濃度氣體偵測器結構,提供矽基板上完成微機電(MEMS)結構,並可整合在穿戴式裝置內。預期可利用範圍及產品,主要結合物聯網感測器應用。市場分析國內外針對CO或CO2感測器皆採電化學或光學方式進行,所需體積與能量較高。本研究利用MEMS技術配合複合結構,可達到微小化與省電的目的研究最佳結果,於一定功率180 mW條件下,電阻式微型二氧化碳氣體感測器之靈敏度於2400 ppm氣體濃度條件下為26.58 %。我們也藉由德製商用Testo二氧化碳氣體感測器校正,得到接近相符趨勢。此外利用奈米金的添加,測量CO濃度可測至10ppm之水準元件已製作完成,符合室內空氣品質標準,但由於氣體樣品校正及取得的測量已完成。在氣體感測元件與物聯網感測器的整合方面,氣體感測元件的氣體濃度皆可透過物聯網模組直接上傳到網路上,並由手機APP讀取其結果並顯示,當室內空氣品質超過法定之標準時,APP會給予警示告知使用者。
科學突破性
1. 微機電技術(微縮):感測晶片微縮至針孔大小、微加熱區只有一根頭髮寬度
2. 低應力薄膜及微加熱器技術(加溫快速):加熱到320℃只需毫秒(ms)時間
3. 奈米技術(省電):提高反應靈敏度使元件更低耗能。
產業應用性
氣體偵測器,提高靈敏度,微型化
關鍵字
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