[發(fā)明專利]一種基于定向介電泳組裝結(jié)構(gòu)的紫外光強傳感器制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310176592.8
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN103278238A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設計）人: 邵金友;丁玉成;劉維宇;丁海濤;牛繼強;王春慧;魏玉平
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種基于定向介電泳組裝結(jié)構(gòu)的紫外光強傳感器制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，制造擁有微米尺度的V型槽陣列結(jié)構(gòu)的硅基底，使用厚度為400微米到1毫米的硅片，且其表面為<100>晶面，并且按照<110>晶向?qū)⒐杵谐蓛蓚€以上的小片；對切好的小片執(zhí)行標準的<100>晶面硅片V型槽的濕法腐蝕工藝，在硅片表面加工出了沿<110>方向排列的具有微米尺度的V型槽陣列結(jié)構(gòu),其槽寬為2微米到5微米，深度為1.4微米到3.5微米，相鄰槽的間隔為10微米到20微米；

第二步，實現(xiàn)電絕緣，將第一步制造的表面帶有V型槽陣列的硅片做表面熱氧層處理，使在硅片V型槽的表面均勻的生長一層150納米到300納米厚度的SiO₂絕緣層，然后在SiO₂絕緣層表面做親水性的表面處理；

第三步，制造與V型槽排列方向平行的三維微電極陣列，在復型了硅基底V型槽陣列結(jié)構(gòu)的SiO₂絕緣層上，使用光刻對準工藝來定域的紫外降解出所需要的微米尺度的電極圖案，接著采用磁控濺射工藝在已經(jīng)圖案化的光刻膠上沉積一層厚度為50納米到150納米的金，然后使用剝離工藝將金層圖案化并且去除光刻膠，以形成與V型槽定向相一致的三維微電極對結(jié)構(gòu)；

第四步，氧化鋅納米粒子介電泳組裝，把基底帶有V型槽陣列結(jié)構(gòu)的微電極對系統(tǒng)浸入氧化鋅納米粒子膠體懸浮液中，對三維微電極對施加頻率為50KHz—500KHz的交流電勢信號；在局域場增強效應的影響下，能夠?qū)崿F(xiàn)氧化鋅納米粒子在微電極系統(tǒng)中沿著V型槽底部高度定向排列的一維納米鏈結(jié)構(gòu)的組裝，其優(yōu)良的多孔性以及高度定向的排列提高紫外光光強度傳感器的靈敏度與響應速度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于定向介電泳組裝結(jié)構(gòu)的紫外光強傳感器制造方法，其特征在于，所述的表面熱氧層處理的工藝步驟為:將硅片放在高溫爐內(nèi)，在1130攝氏度下，先通濕氧氧化30分鐘-1小時，再通入干氧氧化7分鐘-20分鐘，在硅片表面就氧化出了一層150納米到300納米厚度、均勻致密的SiO₂氧化層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于定向介電泳組裝結(jié)構(gòu)的紫外光強傳感器制造方法，其特征在于，所述的光刻對準工藝定域紫外降解電極圖案的工藝步驟為：在V型槽結(jié)構(gòu)化的SiO₂絕緣層上，均勻的涂覆一層1微米厚度的EPG533光刻膠薄膜；然后使用紫外曝光將電極掩膜上的電極圖案轉(zhuǎn)移到光刻膠薄層上，曝光過程中要確保電極圖案中電極的邊緣與V型槽定向垂直；接著在NaOH:H₂O質(zhì)量比為5:1000的顯影液中進行顯影，得到了EPG533光刻膠的電極圖案結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于定向介電泳組裝結(jié)構(gòu)的紫外光強傳感器制造方法，其特征在于，所述的磁控濺射工藝的工藝步驟為：將擁有EPG533光刻膠電極圖案結(jié)構(gòu)的硅片放入磁控濺射機中，靶材選為金靶，起輝電壓0.26kV,電流25mA,功率控制在7-10W，濺射金靶材3-7分鐘后，就在已經(jīng)圖案化的光刻膠上沉積了一層厚度為50納米到150納米的金薄膜。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于定向介電泳組裝結(jié)構(gòu)的紫外光強傳感器制造方法，其特征在于，所述的剝離工藝和去除光刻膠的工藝步驟為：將濺射過金膜的小片放入無水乙醇中超聲清洗3min，接著放入丙酮中超聲清洗3-6min，再放入去離子水中超聲清洗5min，于是光刻膠被去除并且得到了預期的三維金電極結(jié)構(gòu)。