CN111044576B - 基于mems集成式的气体传感器及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于MEMS集成式的气体传感器及其制作方法。该气体传感器包括相对设置的加热单元和气体敏感单元，其中，所述气体敏感单元包括测试电极和气体敏感结构，所述气体敏感结构与所述测试电极电连接；所述加热单元包括与所述测试电极相匹配的加热层，所述加热层朝向所述气体敏感结构，且所述加热层与所述气体敏感结构无直接接触。本发明的气体传感器的制作方法可靠性更高，且该气体传感器在使用环境性能要求比较高的情况下可以满足需求，而且还可以避免多层薄膜结构在高温下使用造成的热应力和热膨胀系数匹配方面产生的问题。

Description

基于MEMS集成式的气体传感器及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种气体传感器，特别涉及一种基于MEMS集成式的气体传感器及其制作方法，属于电子器件技术领域。
背景技术
气体传感器广泛应用于检测可燃性气体、有毒气体以及大气成分，以MEMS工艺为基础的微热板式气体传感器以其低功耗、体积小、易集成的特点成为当前气体传感器领域的研究热点。大多数MEMS气体传感器采用铂金为加热丝,采用背面体硅加工技术实现微热板的悬空。
目前常用的MEMS气体传感器主要以硅基底为主，上面形成绝缘层，加热层和测试层等，相对比较复杂，其制作工艺主要包括深硅刻蚀形成微孔、绝缘层/阻挡层/种子层的沉积、pad 的制备及多次光刻等工艺技术，目前硅基MEMS气体传感器还存在良率低、性能差、器件容易损坏等方面的缺点。
为了克服现有硅基MEMS气体传感器还存在良率低、性能差、器件容易损坏等方面的缺点，目前常用的硅基MEMS气体传感器主要结合MEMS微加工工艺，利用薄膜沉积工艺制备绝缘层、阻挡层和种子层的淀积，然后分别沉积金属加热层和测试层，通过湿法或者干法的刻蚀工艺，形成；之后再通过溅射、喷涂、印刷等方式进行敏感材料的沉积，经过老化处理后完成MEMS气体传感器的整体结构。然而，该类MEMS气体传感器存在如下方面的问题：一方面，在硅基材料上沉积多层薄膜，尤其是金属薄膜和氧化硅、氮化硅等薄膜的多层复合，很容易形成高应力而导致器件的失效；二是现有的MEMS气体传感器需要在一定温度下进行工作，多种材料的叠加，很容易造成材料之间的热膨胀系数失配，进而造成器件损坏；三是在背面刻蚀空腔的之后，印刷敏感材料时会对悬空结构造成损伤 。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于MEMS集成式的气体传感器及其制作方法，以克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种基于MEMS集成式的气体传感器，其包括：相对设置的加热单元和气体敏感单元，其中，所述气体敏感单元包括测试电极和气体敏感结构，所述气体敏感结构与所述测试电极电连接；所述加热单元包括与所述测试电极相匹配的加热层，所述加热层朝向所述气体敏感结构，且所述加热层与所述气体敏感结构无直接接触。
进一步的，所述气体敏感单元还包括第一衬底，所述第一衬底的第一面设置有收容槽，至少所述气体敏感结构设置在所述收容槽中；
所述加热单元还包括第二衬底，所述加热层设置在所述第二衬底的第三面上，
所述第一衬底与第二衬底结合而形成一气体腔室，所述气体敏感结构以及加热层被封装在所述气体腔室内；所述气体腔室还与设置在所述第一衬底内的气孔连通。
进一步的，所述第一衬底的第一面上还设置有第一绝缘层，所述测试电极设置在所述第一绝缘层上，所述第二衬底的第三面还设置有第二绝缘层，所述加热层设置在所述第二绝缘层上。
更进一步的，所述第一衬底的第二面还设置有第一焊盘，所述第一焊盘与所述测试电极电连接；所述第二衬底的第四面还设置有第二焊盘，所述第二焊盘与所述加热层电连接；其中，所述第一面与所述第二面背对设置，所述第三面与所述第四面背对设置。
更进一步的，所述第一衬底内还设置有第一导电通道，所述第一导电通道的一端与所述测试电极电连接，另一端与所述第一焊盘电连接；所述第二衬底内还设置有第二导电通道，所述第二导电通道的一端与所述加热层电连接，另一端与所述第二焊盘电连接。
更进一步的，所述第一衬底内具有沿厚度方向贯穿所述第一衬底的第一通孔，所述第一通孔内填充有导电材料而形成所述的第一导电通道；所述第二衬底内具有沿厚度方向贯穿所述第二衬底的第二通孔，所述第二通孔内填充有导电材料而形成所述的第二导电通道。
更进一步的，所述气体敏感单元与所述加热单元通过键合的方式连接成一体。
进一步的，所述第一衬底和第二衬底包括硅衬底。
进一步的，所述第一绝缘层和第二绝缘层的材质均包括氧化硅，厚度为100-5000nm。
进一步的，所述第一通孔和第二通孔的深度为50-1000μm。
进一步的，所述气孔的直径为10-500μm。
进一步的，所述气体敏感结构具有由多根多孔导电纤维交织形成的三维多孔结构，其中，所述多孔导电纤维包括紧密堆积的多个半导体金属氧化物纳米颗粒，并且至少部分所述半导体金属氧化物纳米颗粒之间还分布有磺化石墨烯及噻吩低聚物。
进一步的，所述多孔导电纤维的直径为0.5μm-20μm，长度为10μm以上，孔隙率为60-85％，所含孔洞的孔径为20-100nm，。
进一步的，所述多孔导电纤维包含质量比为90-95：0.01-0.5：2-5的半导体金属氧化物纳米颗粒、磺化石墨烯与噻吩低聚物，所述磺化石墨烯与噻吩低聚物可以显著提高电子在半导体纳米颗粒之间的传输效率，进而明显提升气体敏感结构的灵敏度。
更进一步的，所述半导体金属氧化物纳米颗粒的粒径为10-100nm。
更进一步的，所述噻吩低聚物含有2- 20 个单体单元，分子量为 800 - 3000g/mol。
进一步的，所述测试电极为由包含金属纳米粒子的导电墨水打印形成，且所述金属纳米粒子所含金属元素与形成所述气体敏敏感结构的半导体金属氧化纳米颗粒所含金属元素相同。
进一步的，所述金属纳米粒子包括Au、Cu或Al等金属纳米粒子，但不限于此。
进一步的，所述加热层的材质包括Pt、Au、Ag、Cu中的任意一种或两种以上的组合，所述加热层的厚度为100-5000nm。
本发明实施例还提供了一种制作所述基于MEMS集成式的气体传感器的方法，其包括，
制作气体敏感单元：
提供第一衬底，并在所述第一衬底的第一面的指定区域加工形成收容槽；
在所述第一衬底的第一面制作形成第一绝缘层，
在所述收容槽内的第一绝缘层上制作形成测试电极，并在所述测试电极上制作形成气体敏感结构；
在所述第一衬底内加工形成沿厚度方向连续贯穿所述第一衬底、第一绝缘层的气孔和第一通孔，并在所述第一通孔内填充导电材料而形成第一导电通道，其中，所述气孔与所述收容槽连通；
在所述第一绝缘层上制作形成第一金属层，并使所述第一金属层分别与所述测试电极、第一导电通道电连接；
制作加热单元：
提供第二衬底，在所述第二衬底的第三面上制作形成第二绝缘层，并在所述第二绝缘层上制作加热层；
在所述第二衬底内加工形成沿厚度方向连续贯穿所述第二衬底和第二绝缘层的第二通孔，在所述第二通孔内填充导电材料而形成第二导电通道；
在所述第二绝缘层上制作形成第二金属层，所述第二金属层分别与所述第二导电通道和加热层电连接；
采用键合的方式将所述气体敏感单元与所述加热单元连接成一体，而在所述加热单元与气体敏感单元之间形成一气体腔室，所述气体敏感结构以及加热层被封装在所述气体腔室内，所述加热层朝向所述气体敏感结构，且所述加热层与所述气体敏感结构无直接接触。
具体的，所述的方法具体包括：将包含金属纳米粒子的导电墨水印刷到第二绝缘层上而形成测试电极，该金属纳米粒子可以是Au、Cu或Al等金属纳米粒子，测试电极的厚度为10-1000μm。
具体的，所述的方法具体包括：将噻吩低聚物溶解于有机溶剂中形成分散液，再向该分散液中依次加入磺化石墨烯、半导体金属氧化物纳米颗粒，均匀分散后，形成印刷墨水，再将该印刷墨水印刷到第二绝缘层和/或测试电极上，并进行干燥、老化处理后形成气体敏感结构，所述气体敏感结构与测试电极电连接；其中，印刷墨水经干燥老化处理后形成多根相互交织的多孔导电纤维；该印刷墨水中半导体金属氧化物纳米颗粒、磺化石墨烯与噻吩低聚物的质量比为90-95：0.01-0.5：2-5，半导体金属氧化物纳米颗粒可以是氧化铜纳米颗粒、氧化亚铜纳米颗粒、氧化铝纳米颗粒等，半导体金属氧化物纳米颗粒的粒径为10-100nm，噻吩低聚物含有2- 20 个单体单元，分子量为 800 - 3000g/mol。
具体的，用于形成测试电极的金属纳米粒子中所含金属元素与用于形成气体敏感结构的半导体金属氧化纳米颗粒所含金属元素相同。
更进一步的，所述的方法还包括：在所述第一衬底的第二面制作第一焊盘，所述第一焊盘与所述第一导电通道电连接，在所述第二衬底的第四面制作第二焊盘，所述第二焊盘与所述第二导电通道电连接；其中，所述第一面与所述第二面背对设置，所述第三面与所述第四面背对设置。
与现有技术相比，本发明提供一种基于MEMS集成式的气体传感器及其制作方法，分别在硅基衬底上制作形成加热单元、气体敏感单元两部分，之后通过键合的方式，形成将加热单元、气体敏感单元结合形成集成式MEMS气体传感器；
以及，本发明实施例提供的一种基于MEMS集成式的气体传感器的气体敏感结构中，多孔导电纤维相互交织可以形成三维多孔结构，其中含有多级孔洞，比表面积大，可以更快、更多的吸收目标气体，进而可以提高气体传感器的灵敏度；
另外，本发明提供一种基于MEMS集成式的气体传感器的制作方法可靠性更高，且该基于MEMS集成式的气体传感器在使用环境性能要求比较高的情况下可以满足需求；而且还可以避免多层薄膜结构在高温下使用造成的热应力和热膨胀系数匹配方面产生的问题。
附图说明
图1是本发明一典型实施案例中一种基于MEMS集成式的气体传感器的结构示意图；
图2是本发明一典型实施案例中一种基于MEMS集成式的气体传感器的气体敏感单元的制作流程结构示意图；
图3是本发明一典型实施案例中一种基于MEMS集成式的气体传感器的加热单元的制作流程结构示意图。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明提供一种基于MEMS集成式的气体传感器及其制作方法，分别在硅基衬底上制作形成加热单元、气体敏感单元两部分，之后通过键合的方式，形成将加热单元、气体敏感单元结合形成集成式MEMS气体传感器。
本发明实施例提供了一种基于MEMS集成式的气体传感器，其包括：相对设置的气体敏感单元和加热单元，其中，所述气体敏感单元包括测试电极和气体敏感结构，所述气体敏感结构与所述测试电极电连接；所述加热单元包括与所述测试电极相匹配的加热层，所述加热层朝向所述气体敏感结构，且所述加热层与所述气体敏感结构无直接接触。
具体的，请参阅图1，本发明一典型实施案例提供的一种基于MEMS集成式的气体传感器，其包括气体敏感单元100和加热单元200两部分。
具体的，该气体敏感单元100包括第一衬底110、设置在第一衬底110第一面上的第一绝缘层120、设置在第一绝缘层120上的测试电极130和气体敏感结构140，所述气体敏感结构140与所述测试电极130电连接。
其中，所述第一衬底110的第一面上还设置有一收容槽，测试电极130和气体敏感结构140设置在所述收容槽中，该收容槽还与第一衬底110上的气孔111连通。
具体的，所述第一衬底110的第二面还设置有第一焊盘170，所述第一焊盘170通过设置在第一衬底内部的第一导电通道160、以及设置在第一绝缘层上的第一金属层150与测试电极130电连接；该第一导电通道160主要由沿厚度方向贯穿第一衬底110的第一通孔以及填充在第一通孔内的导电材料组成，该第一导电通道160的一端经第一金属层150与测试电极130电连接，该第一金属层150可以是金属线等，其中，第一衬底的第一面与第二面背对设置。
具体的，所述加热单元200包括第二衬底210、设置在第二衬底第三面上的第二绝缘层220、设置在第二绝缘层上的加热层240，第二衬底210的第四面还设置有第二焊盘270，所述第二焊盘270通过设置在所述第二衬底210内部的第二导电通道260、设置在第二绝缘层上的第二金属层230与加热层240电连接，该第二导电通道260的一端经第二金属层与加热层电连接，该第二导电通道260主要由沿厚度方向贯穿第二衬底220的第二通孔以及填充在第二通孔内的导电材料组成，该第二金属层可以是金属线，其中，第二衬底的第三面与第四面背对设置。
具体的，该气体敏感单元100面与加热单元200结合而在气体敏感单元与加热单元之间围合形成一气体腔室，测试电极130、气体敏感结构140和加热层240被封装在所述气体腔室中，且所述气体敏感结构140和加热层240无直接接触，以及，所述气体腔室经设置在所述第一衬底上的气孔与外界连通。
实施例1
一种基于MEMS集成式的气体传感器的制作方法可以包括，制作加热单元的步骤、制作气体敏感单元的步骤以及将加热单元与气体敏感单元结合的步骤。
具体的，请参阅图2，一种基于MEMS集成式的气体传感器的制作方法包括：
1）提供第一衬底，并采用光刻、刻蚀的方式在第一衬底的第一面加工形成收容槽，其中第一衬底可以是单晶硅衬底；
2）在第一衬底的第一面沉积100-5000nm的氧化硅等作为第一绝缘层；
3）将包含金属纳米粒子的导电墨水印刷到第二绝缘层上而形成测试电极，该金属纳米粒子可以是Au、Cu或Al等金属纳米粒子；
4）将噻吩低聚物溶解于有机溶剂中形成分散液，再向该分散液中依次加入磺化石墨烯、半导体金属氧化物纳米颗粒，均匀分散后，形成印刷墨水，再将该印刷墨水印刷到第二绝缘层和/或测试电极上，并进行干燥、老化处理后形成气体敏感结构，所述气体敏感结构与测试电极电连接；其中，印刷墨水经干燥老化处理后形成多根相互交织的多孔导电纤维；该印刷墨水中半导体金属氧化物纳米颗粒、磺化石墨烯与噻吩低聚物的质量比为90-95：0.01-0.5：2-5，半导体金属氧化物纳米颗粒可以是氧化铜纳米颗粒、氧化亚铜纳米颗粒、氧化铝纳米颗粒等，半导体金属氧化物纳米颗粒的粒径为10-100nm，噻吩低聚物含有2-20 个单体单元，分子量为 800 - 3000g/mol，其中，用于形成测试电极的金属纳米粒子中所含金属元素与用于形成气体敏感结构的半导体金属氧化纳米颗粒所含金属元素相同；
5）采用光刻、蚀刻的方式在第一衬底内加工形成沿厚度方向贯穿第一衬底和第一绝缘层的气孔、第一通孔，其中气孔的直径为10-500μm，第一通孔的深度为50-1000μm，并通过电镀的方式在通孔内填充金属材料而形成第一导电通道；之后制作第一金属层，该第一金属层分别与第一导电通道、测试电极电连接，该第一金属层可以是金属线。
6）提供第二衬底，采用沉积的方式在第二衬底的第三面沉积100-5000nm的氧化硅等形成第二绝缘层，之后采用光刻、沉积的方式在第二绝缘层上制作加热层，该第二衬底可以是单晶硅衬底，第二绝缘层的材质可以是氧化硅等；该加热层可以是加热电极，加热层的材质可以是Pt、Au、Ag、Cu等任意一种或两种以上的金属，加热层的厚度为100-5000nm；
7）采用光刻、蚀刻的方式在第二衬底内加工形成沿厚度方向贯穿第二衬底和第二绝缘层的第二通孔，第二通孔的深度为50-1000μm；
8）通过电镀的方式在第二通孔内填充金属材料而形成第二导电通道；之后制作第二金属层，该第二金属层分别与第二导电通道、加热层电连接，该第二金属层可以是金属线等，其具体材质可以根据需要选择；
9）采用共晶键合或阳极键合等键合工艺将气体敏感单元与加热单元结合成一体，进而在气体敏感单元与加热单元之间形成一气体腔室，其中，测试电极、气体敏感结构、加热层设置在所述气体腔室中，加热层朝向气体敏感结构且两者之间无直接接触；
10）采用减薄、抛光等工艺对该气体传感器进行表面处理，然后采用光刻、刻蚀方法在第一衬底的第二面制作形成第一焊盘，在第二衬底的第四面制作形成第二焊盘，第一焊盘与第一导电通道电连接，第二焊盘与第二导电通道电连接，其中第一面与第二面背对设置，第三面与第四面背对设置。
采用实施例1中制作获得的基于MEMS集成式的气体传感器进行二氧化氮、一氧化碳以及硫化氢等气体的检测：
将实施例1中获得的基于MEMS集成式的气体传感器置于测试环境中，并分别向测试环境中通入100-1000ppm的二氧化氮、一氧化碳、硫化氢；该基于MEMS集成式的气体传感器对二氧化氮的灵敏度为4.7-26.9，其中，在二氧化氮的通入量为500ppm时，该气体传感器对二氧化氮的灵敏度达到了26.9，该基于MEMS集成式的气体传感器对一氧化碳的灵敏度为7.1-36.4，其中，在一氧化碳的通入量为550ppm时，该基于MEMS集成式的气体传感器对一氧化碳的灵敏度达到了36.4，该基于MEMS集成式的气体传感器对硫化氢的灵敏度为7.8-47.6，当硫化氢的通入量达到900ppm时，该基于MEMS集成式的气体传感器对硫化氢的灵敏度达到了47.6。
对比例1
一种气体传感器的制作方法可以包括如下流程：
1）提供第一衬底，并采用光刻、刻蚀的方式在第一衬底的第一面加工形成收容槽，其中第一衬底可以是单晶硅衬底；
2）在第一衬底的第一面沉积100-5000nm的氧化硅等作为第一绝缘层；
3）将包含金属纳米粒子的导电墨水印刷到第二绝缘层上而形成测试电极，该金属纳米粒子可以是Au、Cu或Al等金属纳米粒子；
4）将半导体金属氧化物纳米颗粒直接溶解于有机溶剂（例如乙腈、丙酮等）中分散均匀形成印刷墨水，再将该印刷墨水印刷到第二绝缘层和/或测试电极上，进而形成气体敏感结构；其中，该半导体金属氧化物纳米颗粒可以是氧化铜纳米颗粒、氧化亚铜纳米颗粒、氧化铝纳米颗粒等，半导体金属氧化物纳米颗粒的粒径为10-100nm；
5）采用光刻、蚀刻的方式在第一衬底内加工形成沿厚度方向贯穿第一衬底和第一绝缘层的气孔、第一通孔，其中气孔的直径为10-500μm，第一通孔的深度为50-1000μm，并通过电镀的方式在通孔内填充金属材料而形成第一导电通道；之后制作第一金属层，该第一金属层分别与第一导电通道、测试电极电连接，该第一金属层可以是金属线。
6）提供第二衬底，采用沉积的方式在第二衬底的第三面沉积100-5000nm的氧化硅等形成第二绝缘层，之后采用光刻、沉积的方式在第二绝缘层上制作加热层，该第二衬底可以是单晶硅衬底，第二绝缘层的材质可以是氧化硅等；该加热层可以是加热电极，加热层的材质可以是Pt、Au、Ag、Cu等任意一种或两种以上的金属，加热层的厚度为100-5000nm；
7）采用光刻、蚀刻的方式在第二衬底内加工形成沿厚度方向贯穿第二衬底和第二绝缘层的第二通孔，第二通孔的深度为50-1000μm；
8）通过电镀的方式在第二通孔内填充金属材料而形成第二导电通道；之后制作第二金属层，该第二金属层分别与第二导电通道、加热层电连接，该第二金属层可以是金属线等，其具体材质可以根据需要选择；
9）采用共晶键合或阳极键合等键合工艺将气体敏感单元与加热单元结合成一体，进而在气体敏感单元与加热单元之间形成一气体腔室，其中，测试电极、气体敏感结构、加热层设置在所述气体腔室中，加热层朝向气体敏感结构且两者之间无直接接触；
10）采用减薄、抛光等工艺对该气体传感器进行表面处理，然后采用光刻、刻蚀方法在第一衬底的第二面制作形成第一焊盘，在第二衬底的第四面制作形成第二焊盘，第一焊盘与第一导电通道电连接，第二焊盘与第二导电通道电连接，其中第一面与第二面背对设置，第三面与第四面背对设置。
采用对比例1中制作获得的气体传感器进行二氧化氮、一氧化碳以及硫化氢等气体的检测：
将对比例1中获得的气体传感器置于测试环境中，并分别向测试环境中通入100-1000ppm的二氧化氮、一氧化碳、硫化氢；该气体传感器对二氧化氮的灵敏度为3.5-11.6，对一氧化碳的灵敏度为3.3-15.1，对硫化氢的灵敏度为7.1-21.2。
本发明实施例提供的一种基于MEMS集成式的气体传感器的气体敏感结构中，多孔导电纤维相互交织可以形成三维多孔结构，其中含有多级孔洞，比表面积大，可以更快、更多的吸收目标气体，进而可以提高气体传感器的灵敏度。
本发明提供一种基于MEMS集成式的气体传感器工艺简单、性能好、容易集成，尤其适用在消费电子、白色家电等应用领域。
本发明提供一种基于MEMS集成式的气体传感器的制作方法可靠性更高，且该基于MEMS集成式的气体传感器在使用环境性能要求比较高的情况下可以满足需求；而且还可以避免多层薄膜结构在高温下使用造成的热应力和热膨胀系数匹配方面产生的问题。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于MEMS集成式的气体传感器，其特征在于包括相对设置的加热单元和气体敏感单元，且所述气体敏感单元与加热单元通过键合方式连接成一体；
所述气体敏感单元包括第一衬底、测试电极和气体敏感结构，所述第一衬底的第一面直接形成有第一绝缘层，同时所述第一衬底的第一面还设置有收容槽，所述气体敏感结构设置在所述收容槽中，所述测试电极及气体敏感结构均直接设置在所述第一绝缘层上，所述气体敏感结构与所述测试电极电连接，所述第一衬底的第二面设置有第一焊盘，所述第一衬底内具有沿厚度方向贯穿所述第一衬底的第一通孔，所述第一通孔内填充有导电材料而形成第一导电通道，所述第一导电通道的一端与所述测试电极电连接，另一端与所述第一焊盘电连接，所述第一面与所述第二面背对设置；
所述加热单元包括第二衬底以及与所述测试电极相匹配的加热层，所述第二衬底的第三面直接形成有第二绝缘层，所述加热层直接设置在所述第二绝缘层上并朝向所述气体敏感结构，且所述加热层与所述气体敏感结构无直接接触，所述第二衬底的第四面设置有第二焊盘，所述第二衬底内具有沿厚度方向贯穿所述第二衬底的第二通孔，所述第二通孔内填充有导电材料而形成第二导电通道，所述第二导电通道的一端与所述加热层电连接，另一端与所述第二焊盘电连接，所述第三面与所述第四面背对设置；
所述第一衬底与第二衬底结合而形成一气体腔室，所述气体敏感结构和加热层被封装在所述气体腔室内，所述气体腔室还通过设置在第一衬底内的气孔与外界连通；
所述气体敏感结构具有由多根多孔导电纤维交织形成的三维多孔结构，所述多孔导电纤维包括紧密堆积的多个半导体金属氧化物纳米颗粒，并且至少部分所述半导体金属氧化物纳米颗粒之间还分布有磺化石墨烯及噻吩低聚物，所述多孔导电纤维的直径为0.5μm-20μm，长度为10μm以上，孔隙率为60-85％，所含孔洞的孔径为20-100nm，
所述多孔导电纤维包含质量比为90-95：0.01-0.5：2-5的半导体金属氧化物纳米颗粒、磺化石墨烯与噻吩低聚物，所述半导体金属氧化物纳米颗粒包括氧化铜纳米颗粒、氧化亚铜纳米颗粒、氧化铝纳米颗粒中的任意一种，所述半导体金属氧化物纳米颗粒的粒径为10-100nm，所述噻吩低聚物含有2- 20 个单体单元，分子量为 800 - 3000g/mol；
所述第一衬底、第二衬底为硅衬底，所述第一绝缘层、第二绝缘层的厚度均为100-5000nm，所述第一通孔、第二通孔的深度均为50-1000μm，所述气孔的直径均为10-500μm，所述加热层的厚度均为100-5000nm。
2.根据权利要求1所述的基于MEMS集成式的气体传感器，其特征在于：所述第一绝缘层、第二绝缘层的材质均包括氧化硅。
3.根据权利要求1所述的基于MEMS集成式的气体传感器，其特征在于：所述测试电极的材质包括Au、Ag、Cu、Ni中的任意一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的基于MEMS集成式的气体传感器，其特征在于：所述加热层的材质包括Pt、Au、Ag、Cu中的任意一种或两种以上的组合。
5.一种制作如权利要求1-4中任一项所述的基于MEMS集成式的气体传感器的方法，其特征在于包括，
制作气体敏感单元：
提供第一衬底，并在所述第一衬底的第一面的指定区域加工形成收容槽；
在所述第一衬底的第一面制作形成第一绝缘层，
在所述收容槽内的第一绝缘层上制作形成测试电极，
将噻吩低聚物溶解于有机溶剂中形成分散液，再向所述分散液中依次加入磺化石墨烯、半导体金属氧化物纳米颗粒，均匀分散后形成印刷墨水，之后将所述印刷墨水印刷到第一绝缘层和/或测试电极上，并进行干燥、老化处理后形成气体敏感结构，且使所述气体敏感结构与测试电极电连接；
在所述第一衬底内加工形成沿厚度方向连续贯穿所述第一衬底、第一绝缘层的气孔和第一通孔，并在所述第一通孔内填充导电材料而形成第一导电通道，其中，所述气孔与所述收容槽连通；
在所述第一绝缘层上制作形成第一金属层，并使所述第一金属层分别与所述测试电极、第一导电通道电连接；
制作加热单元：
提供第二衬底，在所述第二衬底的第三面上制作形成第二绝缘层，并在所述第二绝缘层上制作加热层；
在所述第二衬底内加工形成沿厚度方向连续贯穿所述第二衬底和第二绝缘层的第二通孔，在所述第二通孔内填充导电材料而形成第二导电通道；
在所述第二绝缘层上制作形成第二金属层，所述第二金属层分别与所述第二导电通道和加热层电连接；
采用键合的方式将所述气体敏感单元与所述加热单元连接成一体，而在所述加热单元与所述气体敏感单元之间围合形成一气体腔室，所述气体敏感结构以及加热层被封装在所述气体腔室内，所述加热层朝向所述气体敏感结构，且所述加热层与所述气体敏感结构无直接接触。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于还包括：在所述第一衬底的第二面制作第一焊盘，所述第一焊盘与所述第一导电通道电连接，在所述第二衬底的第四面制作第二焊盘，所述第二焊盘与所述第二导电通道电连接；其中，所述第一面与所述第二面背对设置，所述第三面与所述第四面背对设置。
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