仪器仪表学报

作者：蒋安炎，皮梓岐，杨璐佳，夏宇

单位：蒋安炎,重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054,jianganyan@cqut.edu.cn,皮梓岐,重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054,,杨璐佳,重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054,,夏宇,重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054,

关键词：MOS;气体传感器;MEMS;微加热器;几何结构;材料

基金：重庆市教委科学技术研究项目(KJQN202301120)、重庆理工大学科研启动基金项目(2023ZDZ020)资助

金属氧化物半导体(MOS)气体传感器的敏感材料需要在200℃~500℃温度下才能与目标气体发生充分且可控的化学反应。微机电系统(MEMS)技术实现了气敏薄膜、加热器和信号处理电路等的单芯片集成，从而显著降低功耗和体积。其中，微加热器作为为气体传感器提供稳定工作温度的重要器件，其设计对传感器的性能有着重要的影响。微加热器的电极形态、尺寸、材料等决定了微热板的温度、功耗、应力等性能。而微加热器的温度均匀性、温度范围、温度响应时间、功耗表现与机械稳定性等共同决定了传感器的灵敏度、选择性、寿命与可靠性。本综述系统梳理了近5年微加热器的研究现状，及其优化设计对传感器性能的影响。首先，介绍了半导体的气敏机理和工作温度对性能的影响，并在此基础上介绍了微加热器的热传导、热对流与热辐射理论，归纳了不同研究方法对其模型的估算和优化。其次，详细阐述了微加热器形态结构方面的国内外研究现状，主要包括微加热器的几何设计、隔热结构、悬梁优化和微热阵列，并探讨了这些结构优化对传感器气敏性能的影响。然后，列举了不同材料所设计的微加热器，并对其机械稳定性和电热性能进行评价。最后，对研究现状和关键性能参数进行了总结，并对未来的研究方向进行了展望，为通过优化微加热器提升半导体气体传感器性能提供了思路。

来源：2026年第2期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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