金属氧化物半导体气体传感器技术发展的特点
概述：
金属氧化物半导体（MOS）气体传感器是所有气体传感器中成本或尺寸的最佳权衡的一种传感器。在数十年前，低成本微电子机械系统（MEMS）的发展与快速商业化，催生了基于悬浮热板结构的微型金属氧化物半导体气体传感器以及其它新型纳米敏感材料在其上的应用。与传统陶瓷管等MOS气体传感器相比，MEMS气体传感器具有体积小、能耗低、集成度高、适于批量化生产等优点。
但与此同时，当气敏元件核心电极区域从毫米级宏观尺度降至微米级介观尺度后，敏感材料在微结构基底上的定域、可控、稳定组装也就越来越困难。不良品控将导致器件无法发挥MEMS稳定一致的工艺优势，使其在现实复杂场景中的信号有效性、可靠性大打折扣。同时，纳米材料所特有的表面效应、尺寸效应等本征特性，以及材料/器件跨尺度耦合引起的协同性质也将难以顺利涌现。
陶瓷管式MOS气体传感器自1962年被发明以来，由于技术稳健性和低成本优点，在二十世纪后半叶占据了主要的市场份额。但其较高的功耗（0.5~1W）也限制了它们在自供电下的长周期运行能力，逐渐无法满足低能耗物联网应用场景的最新需求。随着硅基微加工技术的日趋成熟，基于热优化的MEMS悬浮结构设计得以顺利实现，这也使得MOS气体传感器迈入毫瓦级功耗时代，并快速成为学术界和产业界的新宠。然而，在过去的十余年间，MEMS半导体气体传感器却并未在市场上掀起理想中的巨大波澜，起到革命性的替代作用。
特点：
从相关领域的技术发展历程来看，可以发现两个显著特点：一是研究重心主要集中在敏感材料与器件设计层面，而对二者集成过程中的科学技术问题关注相对较少，在方法学上暂未成体系；二是气体传感器研发工作多基于目标分子识别功能、气电转换功能以及敏感体利用率三原则开展，这就导致研究人员更偏向于利用表观信噪比大小来判断使用性能的优劣。当然，这些努力在气敏材料/器件的选择性、敏感度的提升方面取得了显著进展和成就，但也不可否认，多数现实应用场景的要求并不仅仅局限于选择性和敏感度。
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