[發明專利]一種可集成的密集納米顆粒單層膜氫氣傳感器的制備方法

有效

• 申請號: 200910028487.3
• 申請日: 2009-01-23
• 公開（公告）號: CN101482528A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 謝波;韓民;宋鳳麒;王廣厚
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04;B81C1/00;B81C5/00;B81B7/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 樓高潮

1.一種可集成的密集納米顆粒單層膜氫氣傳感器的制備方法，其制備步驟如下：

1)在高純硅片(11)表面通過熱氧化生長一層SiO₂絕緣層(12)，將此帶有絕緣層的硅 片作為基片；

2)通過光阻剝落法工藝在上述基片上制備梳狀電極對(1、2)；

3)將制備好帶梳狀電極的基片(13)固定于真空沉積室(16)的襯底座(15)上，在梳 狀電極上焊接導線(10)并引出到真空沉積室(16)外，與電導測量儀器(14)的電極相連 接；

4)將真空沉積室(16)連接到納米粒子源(19)上并高真空泵抽真空到10^-5Pa以上真空 度；鈀納米粒子(18)通過惰性氣體氬氣(17)聚集法團簇源產生，團簇源與真空沉積室(16) 之間通過小孔(20)連通構成差分真空，工作時團簇源內充入100-1000Pa的氬氣(17)，真空 沉積室(16)保持10^-2Pa以上的真空度，團簇源內產生的鈀納米粒子(18)通過小孔(20)噴 出到真空沉積室(16)并沉積到制備有梳狀電極(13)的基片上；

5)在梳狀電極(13)間沉積鈀納米粒子(18)的同時，通過電導測量儀器(14)實時測 量沉積過程中梳狀電極之間的電導變化，監控在梳狀電極之間形成的近距鄰接鈀納米粒子鏈 (23)；

6)在電導隨時間發生顯著變化的沉積階段t1-t2之間停止鈀納米粒子(18)的沉積，得 到具有相應的初始電導的氫氣傳感器單元(24)；

7)按步驟1)-6)的方法在t1-t2之間選擇2-5個不同的沉積時間，制備2-5個具有不同 初始電導的氫氣傳感器單元(24)，將這些氫氣傳感器單元對應的兩極并聯就得到了本發明的 氫氣傳感器(25)。

2.根據權利要求1所述的可集成的密集納米顆粒單層膜氫氣傳感器的制備方法，其特征 在于步驟1)中所述的SiO₂絕緣層(12)的厚度為300nm-800nm。

3.根據權利要求1所述的可集成的密集納米顆粒單層膜氫氣傳感器的制備方法，其特征 在于步驟2)中所述的梳狀電極對(1、2)，電極厚度為70nm-100nm的銀薄膜或金薄膜， 電極之間間隙(3)的寬度(4)為1-10μm，梳狀電極的齒長(5)為1-3mm，齒寬(6)為3-10μm， 梳狀電極的寬度(7、8)為8-10mm，長度(9)為8-20mm，梳狀電極間的初始電阻應不 小于1MΩ。

4.根據權利要求1所述的可集成的密集納米顆粒單層膜氫氣傳感器的制備方法，其特征 在于步驟4)中所述的小孔(20)直徑為2-10mm。

5.根據權利要求1所述的可集成的密集納米顆粒單層膜氫氣傳感器的制備方法，其特征 在于步驟7)中將2-5個氫氣傳感器單元并聯起來組成的氫氣傳感器同時具有低的氫濃度探 測下限和高的氫濃度探測上限。