(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202221183476.X (22)申请日 2022.05.18 (73)专利权人 无锡芯感智半导体有限公司 地址 214000 江苏省无锡市滨湖区建 筑西 路777号A10幢3层裙楼北侧 (72)发明人 杨绍松　刘同庆　曹锦云　 (74)专利代理 机构 无锡盛阳专利商标事务所 (普通合伙) 32227 专利代理师 顾朝瑞 (51)Int.Cl. G01N 21/01(2006.01) G01N 21/03(2006.01) G01N 21/3504(2014.01) (54)实用新型名称 一种NDIR原理的气体传感器芯片 (57)摘要 本实用新型提供了一种NDIR原理的气体传 感器芯片， 其在结构中设计了 热导通层及顶部表 面粗糙化黑 色吸光层， 增大了芯片 对红外光辐射 能量的吸收， 提高了芯片输出性能， 进而提升了 整个传感器的气体探测灵敏度， 其包括衬底， 所 述衬底上表面设置有热电偶堆和正电极、 负电 极， 所述正电极、 负电极分别与热电偶堆通过金 属导线连接； 其特征在于： 所述热电偶堆上表面 设置有顶部氧化层， 所述顶部氧化层的上表面设 置有氮化硅吸收钝化层， 所述氮 化硅吸收钝化层 与所述热电偶堆的每个上层热电偶均分别通过 靠近热端的热导通通孔连接， 所有的所述热导通 通孔构成十 字形。 权利要求书1页 说明书3页 附图9页 CN 217521006 U 2022.09.30 CN 217521006 U 1.一种NDIR原理的气体传感器芯片， 其包括衬底， 所述衬底上表面设置有热电偶堆和 正电极、 负电极， 所述 正电极、 负电极 分别与热电偶堆 通过金属导线连接； 其特征在于： 所述热电偶堆上表面设置有顶部氧化层， 所述顶部氧化层的上表面设置 有氮化硅吸收钝化层， 所述氮化硅吸收钝化层与所述热电偶堆的每个上层热电偶均分别通 过靠近热端的热导 通通孔连接， 所有的所述热导 通通孔构成十 字形。 2.根据权利要求1所述的一种NDIR原理的气体传感器芯片， 其特征在于： 所述氮化硅吸 收钝化层的上表面在热端设置有黑色吸光层。 3.根据权利要求2的所述一种NDIR原理的气体传感器芯片， 其特征在于： 所述黑色吸光 层的表面 粗糙化形成表面 粗糙化黑色吸光层。 4.根据权利要求1的所述一种NDIR原理的气体传感器芯片， 其特征在于： 所述热电偶堆 包括若干个热电偶对， 每个所述热电偶对从上至下依 次包括上层热电偶、 氧化硅层和下层 热电偶， 所述下层热电偶和相邻的热电偶对的上层热电偶通过靠近冷端的通孔连接， 同一 个所述热电偶对中上层热电偶和下层热电偶通过靠 近热端的通 孔连接。 5.根据权利要求1的所述一种NDIR原理的气体传感器芯片， 其特征在于： 所述衬底在热 端设置有 背面释放腔， 所述背面释放腔刻蚀图形四边进行倒圆角处 理。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217521006 U 2一种NDIR原理的气体传感器芯片 技术领域 [0001]本实用新型涉及气体传感器相关技术领域， 具体涉及一种NDIR原理的气体传感器 芯片。 背景技术 [0002]气体传感器从工作原理上可分为半导体传感器、 电化学式气体传感器、 NDIR红外 气体传感器、 固体电解质气 体传感器、 燃烧式气体传感器和光波导式传感器等。 目前金属氧 化物半导体传感器和固态电解质传感器占据气 体传感器的绝大部分市场， 但二者 都需要在 较高的温度下工作， 存在消耗功率大、 灵敏度低、 抗干扰能力差、 使用不便的问题。 NDIR （非 色散红外） 红外气体传感器具有很多优点： 精度高、 选择性好、 不容易中毒、 寿命长、 量程宽、 抗干扰能力强等 等。 [0003]NDIR红外气体传感器是基于气体对红外吸收的朗伯 ‑比尔定律， 通过采用红外探 测芯片、 电调制红外光源、 气体腔室、 放大电路、 A/D转换及微处理器组成高性价比的气体浓 度检测系统。 其基本的工作过程： 将待测气体直接通入气 体腔室内,当红外光源发出的红外 光通过气体腔室时,用红外探测芯片检测光强前后的变化,在没有通入待测气体时检测红 外光的强度， 在通入待测气体时再检测红外光的强度， 通过计算前后光强的差值来确定待 测气体的浓度。 [0004]因此红外探测芯片对红外光辐射能量的吸收能力决定了该芯片的输出性能， 而为 了提升现有的NDI R红外气体传感器的检测灵敏度， 就需要设计一种新型的红外探测芯片来 提高该类芯片的输出性能。 实用新型内容 [0005]为了解决上述内容中提到的问题， 本 实用新型提供了一种NDIR原理的气体传感器 芯片， 其在结构 中设计了热导通层及顶部表面粗糙化黑色吸光层， 增大了芯片对红外光辐 射能量的吸 收， 提高了芯片输出性能， 进 而提升了整个传感器的气体探测灵敏度。 [0006]其技术方案是这样的： [0007]一种NDIR原理的气体传感器芯片， 其包括衬底， 所述衬底上表面设置有热电偶堆 和正电极、 负电极， 所述 正电极、 负电极 分别与热电偶堆 通过金属导线连接； [0008]其特征在于： 所述热电偶堆上表面设置有顶部氧化层， 所述顶部氧化层的上表面 设置有氮化硅吸收钝化层， 所述氮化硅吸收钝化层与所述热电偶堆的每个上层热电偶均分 别通过靠 近热端的热导 通通孔连接， 所有的所述热导 通通孔构成十 字形。 [0009]进一步的， 所述氮化硅吸 收钝化层的上表面在热端设置有黑色吸光层。 [0010]进一步的， 所述 黑色吸光层的表面 粗糙化形成表面 粗糙化黑色吸光层。 [0011]进一步的， 所述热电偶堆包括若干个热电偶对， 每个所述热电偶对从上至下依次 包括上层热电偶、 氧化硅层和下层热电偶， 所述下层热电偶和相邻的热电偶对的上层热电 偶通过靠近冷端的通孔连接， 同一个所述热电偶对中上层热电偶和下层热电偶通过靠近热说　明　书 1/3 页 3 CN 217521006 U 3