(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111573969.4 (22)申请日 2021.12.21 (71)申请人 西南大学 地址 400715 重庆市北碚区天生路2号 (72)发明人 彭小燕　陈家正　王顺　褚金　 (74)专利代理 机构 重庆缙云专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 50237 专利代理师 王翔 (51)Int.Cl. G01N 27/30(2006.01) G01N 27/416(2006.01) C23C 14/04(2006.01) C23C 14/06(2006.01) C23C 14/08(2006.01) C23C 14/35(2006.01)C23C 14/58(2006.01) G06N 20/00(2019.01) (54)发明名称 一种阵列式气体传感器及智能气体检测方 法 (57)摘要 本发明的目的是提供一种阵列式气体传感 器及智能气体检测方法。 其制备方法是在传感器 衬底上制备出n列 ×m行， 共nm个磁控溅射孔位和 电极； 采用掩模版B1～掩模版Bn依次覆 盖于处理 过的传感器衬底上， 并依次采用n种溅射材料， 通 过磁控溅射将n种不同溅射材料分别生长到n列 磁控溅射孔位上； 再采用掩模版C1～掩模版Cm ‑1 依次覆盖于处理过的传感器衬底上， 并依次采用 m‑1种溅射材料， 通过磁控溅射分别生长到磁控 溅射孔位上， 值得具有n m个阵列单元的阵列式气 体传感器 。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 114527173 A 2022.05.24 CN 114527173 A 1.一种阵列式气体传感器， 其特 征在于， 其制备 方法包括以下步骤: 1〕 在所述传感器衬底上制备出n列 ×m行， 共nm个磁控溅射孔位和电极； 制备时， 需要采 用掩模版A覆盖于衬底上， 进 行磁控溅射孔位的制备； 其中掩模版A具有n列 ×m行， 共nm个矩 形阵列状排列的通 孔； 每个磁控溅射 孔位均连接 两个电极；  n和m为大于2的自然数； 2〕 采用掩模版B1～掩模版Bn依次覆盖于步骤1〕 处理过的传感器衬底上， 并依次采用n 种溅射材料， 通过磁控溅射将n种不同溅射材料分别生长到n列磁控溅射孔位上； 其中， 掩模 版B1具有与第1列磁控 溅射孔位对应的通孔、 掩模版B2具有与第2列磁控溅射孔位对应的通 孔、……掩模版Bn具有与第n列磁控溅射 孔位对应的通 孔； 3〕 采用掩模版C1～掩模版Cm ‑1依次覆盖于步骤2〕 处理过的传感器衬底上， 并依次采用 m‑1种溅射材料， 通过磁控溅射分别生长到磁控溅射孔位上；  m‑1种溅射材料， 依次被编号 为i， i＝1、 2 ……m‑1； 这m‑1种溅射材料与步骤2〕 中所述n种溅射材料均不同； 其中， 第i种溅 射材料生长到第i行的n/2个磁控溅射孔位上和第i+1行的n/2个磁控溅射孔位上， n为奇数 时， n/2舍位取整； 其中， 掩模版C1具有与第1行和第2行磁控溅射孔位对应的n/2个通孔、 掩 模版C2具有与第2行和第3行磁控溅射孔位对应的n/2个通孔 ……掩模版C1具有与第1行磁 控溅射孔位对应的n/2个通 孔。 2.根据权利要 求1所述的一种阵列式气体传感器， 其特征在于： 磁控溅射材料选自MoS2、 ZnO、 WO3、 TiO2、 SnO2、 C、 HfO2、 Ta2O5、 Ga2O3。 3.根据权利 要求1所述的一种阵列式气体传感器， 其特征在于： 步骤2〕 和/或步骤3〕 中， 在完成材料溅射后， 对溅射材料进行参杂； 参杂选用的金属为Cu、 Al、 W、 Pt、 Cr、 Mn、 Ag、 Ce、 Sb。 4.根据权利要求1所述的一种阵列式气体传感器， 其特征在于： 步骤3〕 中， 第i行的n/2 个磁控溅射 孔位上和第i+1行的n/2个 磁控溅射 孔位错位分布。 5.基于1～4任意一项权利要求1所述传感器的智能气体检测方法， 其特征在于： 将所述 传感器的电极接入测量电路， 采集传感器阵列中， n ×m个阵列单元对不同气体的动态实时 响应曲线； 对响应曲线提取稳态响应特征和 动态响应特征， 通过机器学习， 建立和训练用于 识别气体种类的模型； 在利用所述传感器检测待测气体时， 通过测量电路获取测量参数， 并输入所述用于识 别气体种类的模型， 实现待测气体种类的识别。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114527173 A 2一种阵列式气体传感器及智能气体检测方 法 技术领域 [0001]本发明涉及气体传感器。 背景技术 [0002]构建基于新原理和新材料的智能感知系统是传感领域的研发趋势。 传统的基于气 敏材料的传感器具有室温恢复能力和选择  性等还达不到应用要求的问题。 而在阵列传感 器中， 普遍采用温度调制技术或敏感元负载调控的方法， 结合算法的概率统计模型来达到 信息多样化的要求。 但是温度组件和大量负载的引入不可避免地带来体积大、 兼容性差、 功 耗高等问题。 发明内容 [0003]本发明的目的是提供一种阵列 式气体传感器， 其特征在于， 其制 备方法包括以下 步骤: 1〕 在传感器衬底 上制备出n列 ×m行， 共nm个磁控溅射孔位和电极； 制备时， 需要采 用掩模版A覆盖于衬底上， 进 行磁控溅射孔位的制备； 其中掩模版A具有n列 ×m行， 共nm个矩 形阵列状排列的通 孔； 每个磁控溅射 孔位均连接 两个电极；  n和m为大于2的自然数； 2〕 采用掩模版B1～掩模版Bn依次覆盖于步骤1〕 处理过的传感器衬底 上， 并依次采 用n种溅射材料， 通过磁控溅射将n种不同溅射材料分别生长到n列磁控溅射孔位上； 其中， 掩模版B1具有与第1列磁控 溅射孔位对应的通孔、 掩模版B2具有与第2列磁控溅射孔位对应 的通孔、……掩模版Bn具有与第n列磁控溅射 孔位对应的通 孔； 3〕 采用掩模版C 1～掩模版Cm ‑1依次覆盖于步骤2〕 处理过的传感器衬底上， 并依次 采用m‑1种溅射材料， 通过磁控溅射分别生长到磁控溅射孔位上；  m‑1种溅射材料， 依次被 编号为i， i＝1、 2 ……m‑1； 这m‑1种溅射材料与步骤2〕 中所述n种溅射材料均不同； 其中， 第i 种溅射材料生长到第i行的n/2个磁控溅射孔位上和第i+1行的n/2个磁控溅射孔位上， n为 奇数时， n/2舍位取整； 其中， 掩模版C1具有与第1行和第2行磁控溅射孔位对应的n/2个通 孔、 掩模版C2具有与第2行和第3行磁控 溅射孔位对应的n/2个通孔 ……掩模版C1具有与第1 行磁控溅射 孔位对应的n/2个通 孔。 [0004]进一步， 磁控溅射材 料选自MoS2、 ZnO、 WO3、 TiO2、 SnO2、 C、 HfO2、 Ta2O5、 Ga2O3。 [0005]进一步， 步骤2〕 和/ 或步骤3〕 中， 在完 成材料溅射后， 对溅射材料进行参杂； 参杂选 用的金属为Cu、 Al、 W、 Pt、 Cr、 Mn、 Ag、 Ce、 Sb。 [0006]进一步， 步骤3〕 中， 第i行的n/2个磁控溅射孔位上和第i+1行的n/2个磁控溅射孔 位错位分布。 [0007]本发明还公开一种基于上述传感器 的智能气体检测方法， 其特征在于： 将所述传 感器的电极接入测量电路， 采集传感器阵列中， n ×m个阵列单元对不同气体的动态实时响 应曲线； 对响应曲线提取稳态响应特征和 动态响应特征， 通过机器学习， 建立和训练用于识 别气体种类的模型； 在利用所述传感器检测待测气 体时， 通过测量电路获取测量参数， 并输说　明　书 1/4 页 3 CN 114527173 A 3