(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 202210674644.3 (22)申请日 2022.06.15 (71)申请人 湖北深紫科技有限公司 地址 436000 湖北省鄂州市梧桐湖新区凤 凰大道特1号华中科技大学鄂州工业 技术研究院大楼S209室 (72)发明人 张爽　罗红波　张毅　王永忠　 (74)专利代理 机构 武汉智嘉联合知识产权代理 事务所(普通 合伙) 42231 专利代理师 万青青 (51)Int.Cl. G01N 21/63(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种单片集成的光激发气敏传感器及其制 备方法 (57)摘要 本发明涉及一种单片集成的光激发气敏传 感器， 包括： 生长衬底、 PN半导体、 气敏测试电极 以及光激发气敏材料， PN 半导体封装于生长衬底 一面上， 所敏测试电极设置在生长衬底另一面 上， 光激发气敏材料设置在气敏测试电极以及生 长衬底另一面上； 本发明还提供一种单片集成的 光激发气敏传感器的制备方法。 本发明在晶圆 LED的生长衬底上单片集成传感材料， 实现内置 光源并有效减小光激发气敏传感器的体积， 无外 置的光源简化了检测系统， 比外置光源有更低的 功耗； 具有低成本、 低功耗、 高性能、 可重复、 可产 业化的优势， 可广泛使用在检测可燃气体、 爆炸 气体以及生物领域 等特殊环境的应用。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115165813 A 2022.10.11 CN 115165813 A 1.一种单片集成的光激发气敏传感器， 其特 征在于， 包括： 生长衬底、 PN半导体、 气敏测试电极以及光激发气敏材料， 所述PN半导体封装于所述生 长衬底一面上， 所述气敏测试电极设置在所述生长衬底另一面上， 所述光激发气敏材料设 置在所述气敏测试电极以及所述 生长衬底另一 面上。 2.如权利要求1所述的一种单片集成的光激发气敏传感器， 其特 征在于： 所述PN半导体包括第一半导体导电层、 发光层、 第二半导体导电层、 电流扩展层、 第一 电极以及第二电极， 所述第一半导体导电层位于所述生长衬底上表面上， 所述发光层位于 所述第一半导体导电层上， 所述第二半导体导电层位于所述发光层上， 所述电流扩展层位 于所述第二半导体导电层上， 所述第一电极位于所述电流扩展层上， 所述第二电极位于所 述第一半导体导电层上。 3.如权利要求2所述的一种单片集成的光激发气敏传感器， 其特 征在于： 还包括钝化层， 所述钝化层覆盖在所述第 一半导体导电层以及所述电流扩展层并使所 述第一电极、 所述第二电极相对所述 钝化层露出。 4.如权利要求3所述的一种单片集成的光激发气敏传感器， 其特 征在于： 所述第一电极延伸至所述 钝化层以外的一端上 形成第一焊 盘。 5.如权利要求3所述的一种单片集成的光激发气敏传感器， 其特 征在于： 所述第二电极延伸至所述 钝化层以外的一端上 形成第二焊 盘。 6.如权利要求1所述的一种单片集成的光激发气敏传感器， 其特 征在于： 所述生长衬底为蓝宝石衬底。 7.如权利要求1所述的一种单片集成的光激发气敏传感器， 其特 征在于： 所述PN半导体发出的光是紫外光。 8.一种单片集成的光激发气敏传感器的制备方法， 其用于制备如权利要求1 ‑7任一项 所述的单片集成的光激发气敏传感器， 其特 征在于， 包括以下步骤： 制备获得生长衬底； 在所述生长衬底一 面上制备PN半导体， 获得LED晶圆； 在所述生长衬底另一 面上制备气敏测试电极； 在所述生长衬底另一面上制备光激发气敏材料， 使所述光激发气敏材料与 所述气敏测 试电极电连接； 将上述单片集成的LED气敏传感的晶圆片进行切割、 分选， 获得若干光激发气敏传感 器。 9.如权利要求8所述的一种单片集成的光激发气敏传感器的制备方法， 其特征在于， 步 骤在所述 生长衬底一 面上制备PN半导体， 获得LED晶圆， 具体包括： 在所述生长衬底上生长形成第一半导体导电层、 发光层、 第二半导体导电层； 对上述结构进行光刻、 刻蚀处 理， 露出第一半导体导电层， 对上述结构进行蒸镀ITO薄膜， 并经过光刻、 腐蚀处理， 在所述第二半导体导电层上形 成所述电流扩展层； 对上述结构进行沉积氧化硅保护层， 并经过光刻、 腐蚀处理， 在所述第一半导体导电 层、 所述电流扩展层上形成钝化层， 并露出部分所述第一半导体导电层以及部分所述电流 扩展层；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115165813 A 2在露出所述第 一半导体导电层以及所述电流扩展层的位置处进行蒸镀金属电极， 分别 形成第一电极、 第二电极。 10.如权利要求8所述的一种单片集成的光激发气敏传感器的制备方法， 其特征在于， 步骤在所述 生长衬底另一 面上制备气敏测试电极， 具体包括： LED晶圆清洗； 生长衬底减薄； 采用光刻掩膜与电子束蒸发的方法制造气敏测试电极， 并将所述气敏测试电极与LED 晶圆上的每颗芯粒对应。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115165813 A 3