[發明專利]基于納米TiO2 薄膜的微型氧氣傳感器及制備工藝有效
| 申請號： | 201410285768.8 | 申請日： | 2014-06-23 |
| 公開（公告）號： | CN104089981A | 公開（公告）日： | 2014-10-08 |
| 發明（設計）人： | 王海容;王嘉欣;陳磊;孫全濤;孫僑;吳志紅 | 申請（專利權）人： | 西安交通大學 |
| 主分類號： | G01N27/00 | 分類號： | G01N27/00 |
| 代理公司： | 西安通大專利代理有限責任公司 61200 | 代理人： | 朱海臨 |
| 地址： | 710049 *** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 納米 tio sub 薄膜 微型 氧氣 傳感器 制備 工藝 | ||
1.一種基于納米TiO2薄膜的微型氧氣傳感器，包括硅基底，其上面設置有二氧化硅和氮化硅絕緣層，硅基底下面設置二氧化硅和氮化硅掩蔽層，并開有至二氧化硅絕緣層的絕熱槽，所述氮化硅絕緣層上面設置有敏感層，其結構為兩層納米TiO2薄膜夾一層Pd摻雜層，其特征在于，所述敏感層上面設置叉指電極；在氮化硅絕緣層上面設置雙螺旋加熱絲的結構將叉指電極包裹在中心部位；所述叉指電極和加熱絲選擇同一材料采用一次濺射工序粘敷在不同平面上。
2.如權利要求1所述的一種基于納米TiO2薄膜的微型氧氣傳感器，其特征在于，所述敏感層，采用氫氟酸溶液濕法刻蝕工藝制成的。
3.如權利要求1所述的一種基于納米TiO2薄膜的微型氧氣傳感器，其特征在于，所述絕熱槽，采用濕法和干法刻蝕工藝相結合而形成。
4.一種基于納米TiO2薄膜的微型氧氣傳感器的制備工藝，其特征在于，包括下述步驟：
(1)在Si基底上、下面利用熱氧化法制備SiO2層；
(2)用低壓化學氣相法在SiO2層上沉積Si3N4層；
(3)制備納米TiO2前驅溶液，旋涂于硅基底上面的Si3N4層上，形成底層納米TiO2薄膜；
(4)在底層納米TiO2薄膜上濺射Pd摻雜層；
(5)在Pd薄膜上再旋涂TiO2前驅溶液形成頂層TiO2薄膜，形成TiO2/Pd/TiO2“三明治”結構層；
(6)在“三明治”結構層上通過光刻工藝得到敏感層圖案，制備掩蔽層；
(7)通過濕法刻蝕工藝去掉敏感層圖案以外的“三明治”部分，形成氮化硅絕緣層上的敏感層；
(8)通過光刻工藝，得到敏感層上中心部位的叉指電極圖形及氮化硅絕緣層上將叉指電極圖形包圍的加熱絲圖形；
(9)在叉指電極及加熱絲圖形上濺射Ti粘接層，然后在粘接層上濺射Pt層；
(10)通過剝離工藝，得到敏感層上的叉指電極和氮化硅絕緣層上的加熱絲；
(11)在硅基底下面制備出絕熱槽。
5.如權利要求4所述的一種基于納米TiO2薄膜的微型氧氣傳感器的制備工藝，其特征在于，所述硅基底下面制備出絕熱槽是采用濕法和干法相結合的工藝實現的，具體包括下述步驟：
1)通過光刻工藝，獲得硅基底下面的絕熱槽圖形；
2)干法刻蝕掉絕熱槽上的二氧化硅和氮化硅掩蔽層；
3)利用TMAH溶液進行濕法刻蝕硅基底，預留一定厚度的硅，然后再進行干法刻蝕掉硅，形成絕熱槽。
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