微加热板装置和具有微加热板装置的传感器的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种微加热板装置和具有微加热板装置的传感器。
【背景技术】
[0002] 在文献DE 10 2007 057 500 A1中描述气体传感器元件。气体传感器元件之一是 微机械制造的金属氧化物气体传感器，其具有贴靠在框架上并且承载铂加热装置的膜片。 该框架借助于各向异性刻蚀工艺由硅晶片制造。
【发明内容】
[0003] 本发明实现一种具有权利要求1的特征的微加热板装置以及具有权利要求11的特 征的具有微加热板装置的传感器。
[0004] 发明的优点：
[0005] 本发明实现一种微加热板装置或者配备有所述微加热板装置的传感器，其具有到 微加热板装置/传感器的外部环境中的减小的热输出。通过减小到外部环境中的热输出可 以提高微加热板装置的或构造有所述微加热板装置的传感器的效率。因此，能够实现微加 热板装置/传感器的节能运行。此外，通过借助于本发明可实现的、热输出的减小省去接近 微加热板装置/传感器设置的电子部件的不期望的发热/过热的常规风险。
[0006] 微加热板装置或配备有所述微加热板装置的传感器可以因此无问题地连同其他 (电子)部件自身连同热灵敏部件布置在相对小的容积中。这简化了微加热板装置/传感器 连同至少一个其他（电子)部件集成到相对小的设备中，如例如移动设备(手机、钟）或传感 器网络（IoT)中。此外，借助于本发明可以简化或忽略热隔离，所述热隔离通常在微加热板 装置/所加热的传感器上是必要的。此外，可以借助于本发明缩小地/节省空间地构造配备 有有利的微加热板装置/相应传感器的设备。此外，本发明还有助于配备有微加热板装置/ 传感器的设备的更廉价的可制造性。
[0007] 在一个有利的实施方式中，所述至少一个反射体元件悬挂在膜片的内侧上。因此， 所述至少一个前反射体元件可以以简单的方式以与膜片相对小的间距布置。
[0008] 特别地，所述至少一个反射体元件与所述至少一个加热管路或者与所述膜片的远 离所述空穴定向的外侧之间的光学间距可以等于波长的四分之一，其中，由所述至一个加 热管路和/或所述膜片发射的热辐射具有能量流最大值(强度最大值）。这确保借助于所述 至少一个反射体元件反射的热辐射通过膜片的有利的再吸收。
[0009] 作为对此替代地或者补充地，所述至少一个反射体元件或至少一个另外的反射体 元件构造在所述空穴的远离所述膜片定向的背侧上。微加热板装置的具有至少一个如此布 置的反射体元件/另外的反射体元件的配备也确保有利地减小所不期望的到微加热板装置 的外部环境中的热输出。
[0010] 例如所述膜片承载装置包括衬底，通过所述衬底结构化所述空穴，其中，所述衬底 借助于键合连接或粘接连接如此固定在如下承载板上，在所述承载板上布置有所述至少一 个反射体元件或者所述至少一个另外的反射体元件，使得所述至少一个反射体元件或者所 述至少一个另外的反射体元件位于所述空穴的背侧上。如此构造的微加热板装置可相对简 单并且相对成本有利地制造。
[0011]在另一有利的实施方式中，在膜片的外侧上布置有至少一个前反射体元件。在此 也可以谈及与膜片外侧相对置地布置至少一个前反射体元件。借助于至少一个前反射体元 件也可以抑制/减小热能量不期望地输出到微加热板装置的外部环境。
[0012] 此外，所述至少一个反射体元件、所述至少一个另外的反射体元件和/或所述至少 一个前反射体元件可以具有椭圆或抛物面形状。优选地，椭圆或抛物面形状如此设计，使得 所述形状的焦点与膜片的平面重合。这提高了所述至少一个反射体元件、所述至少一个另 外的反射体元件和/或所述至少一个前反射体元件的效率。
[0013] 在另一有利的实施方式中，膜片具有等离激元(plasmonisch)结构的模式。借助于 等离激元结构可以抑制热发射，特别是在共振波长之外的热发射。此外，膜片的等离激元结 构确保反射到膜片上的热辐射有效的再吸收，尤其在其共振波长周围。
[0014] 作为对此补充地或者替代地，所述至少一个反射体元件也可以具有等离激元结构 的模式。因此，等离激元元件也可以用于提高所述至少一个反射体元件、所述至少一个另外 的反射体元件和/或所述至少一个前反射体元件的效率。
[0015] 微加热板装置可以例如构造为用于传感器的传感器构件，并且在所述膜片上和/ 或中包括至少一种灵敏材料，所述至少一种灵敏材料具有至少一个物理参量，所述至少一 个物理参量取决于至少一种物质的物质浓度。微加热板装置可以因此有助于实现有利的气 体传感器、微粒传感器和/或流体传感器。然而应指出的是，微加热板装置的可应用性不限 于用于传感器的传感器构件，尤其不限于在此列举的传感器类型。
[0016] 在具有这样的微加热板装置的传感器中也确保微加热板装置的上述优点。微加热 板装置能够实现:物质灵敏的传感器构件有利地集成在消费品（消费电子产品）、移动传感 器和/或传感器网络中。借助于本发明提高具有集成的微加热板装置的所述设备的微型化。 此外，无需担心的是，微加热板装置的发热负面地影响在相同封装和/或在相同设备中的其 他元件或传感器。
【附图说明】
[0017] 以下根据附图阐明本发明的另外的特征和优点。附图示出：
[0018] 图la和lb:微加热板装置的第一实施方式的横截面和俯视图；
[0019]图2:微加热板装置的第二实施方式的示意图；
[0020] 图3:微加热板装置的第三实施方式的示意图。
【具体实施方式】
[0021] 图la和lb示出微加热板装置的第一实施方式的横截面和俯视图。
[0022] 在图la和lb中示意示出的微加热板装置包括膜片承载装置10和膜片12,所述膜片 至少部分地跨越至少一个在膜片承载装置10中构造的空穴14。空穴14的膜片侧14a尤其可 以完全由膜片12覆盖。膜片承载装置10可以例如包括/是衬底，通过所述衬底结构化空穴 14。例如半导体衬底如尤其硅衬底可有利地用于制造具有构造在其中的空穴14的膜片承载 装置10。然而应指出的是，在此所述用于实现承载装置10的构造可能性仅仅应解读为示例 性的。
[0023]膜片12可以单层或多层地构造。膜片12尤其可以构造为介电膜片12。例如膜片12 包括硅氧化物或硅氮化物。然而代替在此所提到的材料，也可以使用其他材料用于制造膜 片12。
[0024]微加热板装置也具有至少一个布置在膜片12上和/或中的加热管路16。所述至少 一个加热管路16尤其可以构造为集成到膜片12中的加热元件。例如所述至少一个加热管路 16可以回曲形地构造。为了制造所述至少一个加热管路16可以使用铂和/或镍。
[0025] 此外，微加热板装置也具有至少一个反射体元件18,所述至少一个反射体元件如 此布置在所述膜片12的朝向所述空穴14定向的内侧12a上，使得由所述至少一个加热管路 16和/或所述膜片12发射的热辐射能够借助于所述至少一个反射体元件18至少部分地反射 回到所述膜片12上和/或中。只要膜片12的和/或所述至少一个加热管路16的温度高于所述 至少一个反射体元件18的温度，借助于所述至少一个反