[發明專利]一種多孔SiCO基一氧化氮傳感器

有效

• 申請號: 201710052298.4
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106802313B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 廖寧波;郭志;張淼
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 杭州萬合知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33294
• 代理人: 余冬

本發明公開了一種多孔SiCO基一氧化氮傳感器，包括單晶硅基板，單晶硅基板上依次設有SiO₂薄膜層、SiBCO薄膜層和SiCO薄膜層，SiCO薄膜層上經SiAlCO薄膜層設有電極。本發明是通過氣敏特性和力學性質的梯度設計，提出一種具有優異力學可靠性的多層氣敏薄膜體系；采用磁控濺射方法制備薄膜體系具有附著性好、成本低、成份可控和低溫等優點，而化學腐蝕法制備SiCO表面多孔結構具有過程簡單快捷、原料豐富廉價、納米形貌可控等優點。

技術領域

本發明涉及一種傳感器領域，特別是一種多孔SiCO基一氧化氮傳感器。

背景技術

一氧化氮（NO）氣體一方面是有害氣體，是汽車尾氣、大氣環境的主要污染物之一；另一方面卻是重要的生物功能信息傳遞分子，及時監測呼出氣體的NO 濃度變化，可對哮喘等肺部疾病的發作提前預警。然而，目前NO呼吸氣體測試儀器體積偏大、價格昂貴，而且大都集中在大型醫療機構，無法在更大范圍內推廣使用。因此，開發高靈敏度的NO傳感器對環境工程和醫學領域均具有重要意義。對NO氣體的檢測不僅要求迅速和準確，把獲取的信息以電信號的形式輸送出來，還要求檢測系統體積小、重量輕，傳統的氣氛檢測方式已經不能勝任。目前，主流的金屬氧化物基NO傳感器普遍需要較高的工作溫度，其檢測過程也容易受其他氣體干擾。而效果較好的碳納米管基NO傳感器也存在制備成本高和可靠性較差的問題。因此，工作溫度、選擇性和可靠性是NO氣體傳感器亟需解決的關鍵問題。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種多孔SiCO基一氧化氮傳感器。本發明不僅工作溫度較低，而且可靠性強，生產成本較低。

本發明的技術方案：一種多孔SiCO基一氧化氮傳感器，其特征在于：包括單晶硅基板，單晶硅基板上依次設有SiO₂薄膜層、SiBCO薄膜層和SiCO薄膜層，SiCO薄膜層上經SiAlCO薄膜層設有電極。

前述的多孔SiCO基一氧化氮傳感器中，所述SiO₂薄膜層、SiBCO薄膜層的厚度均為95-105nm。

前述的多孔SiCO基一氧化氮傳感器中，所述SiAlCO薄膜層的厚度為95-105 nm。

前述的多孔SiCO基一氧化氮傳感器中，所述SiCO薄膜層的厚度為800 nm。

前述的多孔SiCO基一氧化氮傳感器中，制備方法按下述步驟進行：

①對單晶硅基板用丙酮超聲清洗8分鐘，然后分別用去離子水和酒精超聲波清洗8分鐘；

②重復五遍步驟①，再在真空干燥箱中烘干；

③在真空條件下對單晶硅基板進行離子束濺射清洗；

④在純度為99.99%的氬氣作為工作氣體的環境下，采用磁控濺射的方法將濺射靶材濺射到單晶硅基板表面形成襯體；所述濺射靶材分別是SiO₂，Si、石墨和硼，Si和石墨、Si、石墨和Al₂O₃；所述襯體分別是SiO₂薄膜層、SiBCO薄膜層、SiCO薄膜層和SiAlCO薄膜層；得硅碳基薄膜；

⑤在硅碳基薄膜表面制作電極后封裝得傳感器。

前述的多孔SiCO基一氧化氮傳感器中，所述濺射靶材置于距單晶硅基板的距離為5 cm。