背景技术

金属氧化物(MOX)传感器是一项成熟的技术，基于将金属氧化物膜沉积到固定在合适的基板上或其内部的传感电极上。基板可以是陶瓷或硅基板。沉积过程可以使用薄膜技术，如溅射、原子层沉积或化学气相沉积，或厚膜技术如丝网印刷、滴涂或喷墨。在后一种情况下，膜的前驱体可以以墨水或浆料的形式储存，其中金属氧化物颗粒悬浮在合适的试剂中，通常包括有机溶剂和添加剂。这种悬浮剂通常需要分解或除去前驱体，包括分解后的任何有机化合物，以留下未受污染的金属氧化物。此外，金属氧化物通常需要烧制/退火/烧结以形成机械坚固且稳定的结构，并粘附到基板和传感电极上。上述过程对所得金属氧化物膜的孔隙率的控制有影响，进而影响传感器的特性，例如灵敏度和选择性。

干燥和有机分解过程通常需要高达大约300℃到400℃的温度，但烧制过程需要明显更高的温度。这些温度取决于许多变量，例如金属氧化物材料的化学和物理特性、添加到块体金属氧化物中的金属掺杂剂的尺寸和浓度、金属氧化物晶粒尺寸、膜厚度以及所需的最终结构和孔隙率。通常这些温度超过500℃，甚至可以在1000℃以上的温度下持续。因此，在典型的退火中，存在对传感器内材料例如基板、传感电极和任意连接器的质量产生不利影响的风险。

某些材料在很高的温度下可能会劣化或熔化。例如，基板可以包括铝，而铝可能仅能安全地加热到380℃左右，高于此温度时基板的完整性可能会受到不利影响。例如，CMOS引线键合焊盘通常是铝，而铝在高于约400℃的温度下很容易劣化(例如，氧化和/或熔化)，这使得它们不适合用于引线键合或提供欧姆互连。另一个实例是叉指电极的结构，它允许测量MOX膜的电阻。在高温下金属堆栈也容易受到影响而发生降解，例如，金属层的相互扩散和/或熔化。

因此，使用标准传导和/或对流炉的传统退火工艺可能会损害基板及其所包含的任何电路或连接器的最终质量。如果将整个传感器放置在炉中进行退火，则应当理解所有组件必须处于热平衡状态。如果基板中存在敏感金属(例如铝)，则会限制退火温度。然而，一些金属氧化物可能要求非常高的温度才能进行退火，并且此类材料不可能加入气体传感器中。

替代措施也可能适用于缓解传统退火设置中非常高(例如>1000℃)的退火温度，例如：基板上的主动冷却；或使用耐热性更高但价格昂贵的材料制造传感器基板，例如铂；或者通过使用嵌入式微加热器进行原位电退火，然而，这大大增加了制造成本和时间。

或者，可以使用诸如红外灯之类的热源，从而利用器件的不同热特性在基板的不同区域产生热梯度。然而，金属氧化物对红外辐射的吸收可能是低效的，因此通过红外灯退火提供的是一种无效的方法。

以下描述中的本公开所描述的实施方案正是为了试图解决这些问题和限制。