[發明專利]一種制作半導體薄膜材料的方法

無效

• 申請號: 201010247769.5
• 申請日: 2010-08-06
• 公開（公告）號: CN102375030A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 李冬梅;汪幸;劉明;周文;侯成誠;閆學鋒;謝常青;霍宗亮
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G01N29/02
• 分類號: G01N29/02;B82B3/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及聲表面波氣體傳感器器件技術領域，特別涉及一種通過在三乙醇胺中摻雜研磨的碳納米管制作半導體薄膜材料的方法。

背景技術

從80年代開始，聲表面波(SAW)氣體傳感器的研制工作逐漸興起，目前可以檢測H₂S、NO₂、SO₂和H₂等多種氣體，運用聲表面波技術研制成的傳感器可以直接輸出數字信號，因而具有得天獨厚的優越性。

SAW氣體傳感器與其它種類的氣體傳感器相比有一些明顯的優勢，比如氣體測量的靈敏度高、精度高、分辨率高、抗干擾能力強、有效檢測范圍大，而且SAW氣體傳感器可與邏輯器件結合在一起實現微型化、集成化和智能化。

在聲表面波氣體傳感器中，除了延遲線之外，其最關鍵的部件就是氣敏覆蓋薄膜。SAW氣體傳感器在延遲線的SAW傳播路徑上覆蓋一層選擇性吸附薄膜，薄膜只對所需敏感的氣體有吸附作用。薄膜對氣體的吸附可導致振蕩器頻率的變化，由精確測量頻率變化可測得氣體濃度。因此要想制作出高靈敏度和質量的聲表面波傳感器器件，其中敏感膜的設計與制作部分特別的關鍵。

但是，隨著社會經濟技術和人們生活水平的不斷提高，人們對生活環境的污染越來越重視，工業生產和礦物質的燃燒往往產生大量的SO₂、NO₂等有毒有害的氣體，我國居民區大氣中SO₂的最高允許濃度為0.5mg/m³，這就要求監測污染氣體的傳感器要有足夠的靈敏度和選擇性。

通過文獻的調研我們知道現如今國內主要以三乙醇胺作為檢測SO₂氣體傳感器的敏感材料，雖然這些傳感器在一定程度上可以檢測SO₂氣體，但是三乙醇胺作為敏感材料制作的敏感膜非常的不穩定，這種不穩定的效果非常影響傳感器的測量的選擇性和靈敏度。

所以能夠制作出在常溫下既穩定，又能夠快速、靈敏的檢測低濃度的氣體傳感器顯得特別的重要，這也給膜的制作提出了更高的要求。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種通過在三乙醇胺中摻雜研磨的碳納米管制作半導體薄膜材料的方法。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明提供了一種制作半導體薄膜材料的方法，該方法是在聲表面波氣體傳感器的制造過程中，在雙延遲線型振蕩器的一條延遲線上滴涂三乙醇胺與碳納米管的混合溶液，并真空烘干而形成敏感膜的。

上述方案中，所述在雙延遲線型振蕩器的一條延遲線上滴涂三乙醇胺與碳納米管的混合溶液之前，進一步包括：配制三乙醇胺與碳納米管的混合溶液。

上述方案中，所述配制三乙醇胺與碳納米管的混合溶液，具體包括：研磨碳納米管10至30分鐘，將研磨好的10至200mg碳納米管加入到50至100ml的三乙醇胺溶液中，并在常溫下超聲波振蕩60分鐘，形成三乙醇胺與碳納米管的混合溶液。

上述方案中，所述滴涂三乙醇胺與碳納米管的混合溶液，是在雙延遲線型振蕩器的一條延遲線的敏感區域滴涂10至50μl的混合溶液。

上述方案中，所述真空烘干，是在真空環境下干燥至少2個小時。

(三)有益效果

本發明的有益效果在于：通過將研磨的碳納米管加入三乙醇胺中配制聚合敏感膜，與純的三乙醇胺傳感器相比，三乙醇胺/碳納米管傳感器靈敏度、穩定性和檢測質量都有很大的提高。

附圖說明

圖1為依照本發明制作半導體薄膜材料的工藝流程圖；

其中，1為壓電基體(壓電單晶或薄膜)，2為叉指換能器IDT(Au或Pt)，3為傳播路徑上的金屬薄膜(Au或Pt等)4化學敏感膜。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。

三乙醇胺在常溫下對低濃度的SO₂氣體響應比較大，靈敏度較高。碳納米管有著特殊的管狀，網狀結構，具有很大比表面積，穩定性非常高，將研磨的碳納米管加入三乙醇胺中一起溶解，通過聚合制作出的敏感膜能夠使得三乙醇胺更好的吸附氣體，而且使得三乙醇胺的穩定性有很大的提高。

本發明提供的制作半導體薄膜材料的方法，是在聲表面波氣體傳感器的制造過程中，在雙延遲線型振蕩器的一條延遲線上滴涂三乙醇胺與碳納米管的混合溶液，并真空烘干而形成敏感膜的。