[發明專利]一種微型多維傳感器及制造方法在審
| 申請號： | 201710071766.2 | 申請日： | 2017-02-09 |
| 公開（公告）號： | CN108414581A | 公開（公告）日： | 2018-08-17 |
| 發明（設計）人： | 寧占武;孫建海;朱小鋒;張艷妮;劉錦華 | 申請（專利權）人： | 北京市勞動保護科學研究所 |
| 主分類號： | G01N27/12 | 分類號： | G01N27/12 |
| 代理公司： | 北京路浩知識產權代理有限公司 11002 | 代理人： | 王慶龍 |
| 地址： | 100054 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 絕緣層 多維傳感器 電極層 敏感膜 敏感層 電極 間隔分布 氣體檢測 基底 敏感材料 靈敏度 加熱層 熱層 制備 制造 檢測 覆蓋 | ||
1.一種微型多維傳感器，其特征在于，包括：
基底以及設置在基底上的第一絕緣層；
所述第一絕緣層上設置有加熱層；
所述加熱層上設置有第二絕緣層；
所述第二絕緣層上設置有電極層，所述電極層包括N個相互獨立的電極，所述N個相互獨立的電極在沿所述電極層的水平方向上依次間隔分布，N≥3；
所述電極層上設置有敏感層，所述敏感層包括N-1個相互獨立的敏感膜；所述N-1個相互獨立的敏感膜在沿所述敏感層的水平方向上依次間隔分布，且每個敏感膜覆蓋在相鄰的兩個電極之上；
其中，所述N-1個相互獨立的敏感膜分別采用不同的敏感材料制備，用于檢測不同的氣體。
2.根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述加熱層包括N-1個相互獨立的加熱器，所述N-1個相互獨立的加熱器在沿所述加熱層的水平方向上依次間隔分布，且N-1個加熱器與N-1個敏感膜一一對應。
3.根據權利要求2所述的傳感器，其特征在于，每個加熱器在水平方向上的長度大于或等于與之對應的敏感膜在水平方向上的長度，且每個敏感膜均位于與之對應的加熱器的加熱區域內。
4.根據權利要求2所述的傳感器，其特征在于，所述加熱器采用白金Pt制備，所述加熱器的電阻為5～20歐。
5.根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述敏感材料包括氧化石墨烯、ZnO、SnO、ZrO3、SnO2、WO3、CuO和In2O3。
6.根據權利要求1或5所述的傳感器，其特征在于，所述敏感膜為采用一種敏感材料制成的單層膜，或，所述敏感膜為采用兩種或兩種以上的敏感材料制成的復合膜。
7.根據權利要求1或5所述的傳感器，其特征在于，所述敏感膜采用納米材料制成，所述敏感膜的形狀為納米線、納米管、納米纖維或納米膜。
8.根據權利要求1或5所述的傳感器，其特征在于，所述敏感膜為摻雜敏感膜，所述摻雜物為石墨烯、碳納米管、金屬氧化物和貴金屬中的一種或多種。
9.根據權利要求8所述的傳感器，其特征在于，所述摻雜物嵌入在所述敏感膜內或覆蓋在所述敏感膜的表面。
10.一種如權利要求2～9任一項所述的微型多維傳感器的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：
S1.清洗硅片，然后在硅片的表面生長一層氧化硅作為第一絕緣層，其中第一絕緣層的厚度為0.2～2微米；
S2.在第一絕緣層的表面光刻，得到N-1個相互獨立的加熱器的結構圖，然后濺射一層白金Pt，厚度為100～300nm，然后剝離得到N-1個相互獨立的加熱器；
S3.在加熱器的表面通過濺射的方法制備氧化硅或氮化硅作為第二絕緣層，厚度0.2～2微米；
S4.在第二絕緣層的表面光刻，得到N個相互獨立的電極的結構圖，然后濺射一層金Au，厚度為100～300nm，然后剝離得到N個相互獨立的電極；
S5.通過液相外延生長結合熱氧化的方法在N-1個預設位置處分別沉積不同的敏感材料，形成N-1個相互獨立的敏感膜，其中，形成的N-1個相互獨立的敏感膜在沿所述敏感層的水平方向上依次間隔分布，且每個敏感膜覆蓋在相鄰的兩個電極之上；每個敏感膜的厚度為40～100nm；
S6.在每個敏感膜的表面沉積一層金Au作為催化材料，Au的重量比為5％～20％。
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