[發明專利]一種基于氧化鋯復合材料的濕敏傳感器

在審

• 申請號: 201711425764.5
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108318535A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 韋德永
• 申請（專利權）人: 韋德永
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于氧化鋯復合材料的濕敏傳感器，該濕敏傳感器為電阻式，包括硅片襯底，其特征在于，在硅片襯底上設有WO₃薄膜，WO₃薄膜之上設有插指電極，并且在WO₃薄膜之上、插指電極四周設有ZrO₂薄膜，在插指電極和ZrO₂薄膜之上設有CeO₂薄膜，即，在WO₃薄膜和CeO₂薄膜之間設有插指電極和ZrO₂薄膜；這樣使得該插指電極能夠同時接觸WO₃薄膜、CeO₂薄膜和ZrO₂薄膜。

2.根據權利要求1所述的一種基于氧化鋯復合材料的濕敏傳感器，其特征在于，所述硅片襯底經過熱氧化，氧化膜厚度為2μm。

3.根據權利要求1所述的一種基于氧化鋯復合材料的濕敏傳感器，其特征在于，所述WO₃薄膜采用磁控濺射法制備，所述WO₃薄膜的厚度為5μm。

4.根據權利要求3所述的一種基于氧化鋯復合材料的濕敏傳感器，其特征在于，在所述WO₃薄膜中摻雜有Sn，摻雜量為4wt.％。

5.根據權利要求1所述的一種基于氧化鋯復合材料的濕敏傳感器，其特征在于，所述插指電極采用Pt電極，厚度為1μm，所述ZrO₂薄膜厚度為1μm，所述ZrO₂薄膜中摻雜有Fe，摻雜量為7wt.％。

6.根據權利要求1所述的一種基于氧化鋯復合材料的濕敏傳感器，其特征在于，所述CeO₂薄膜厚度為1μm，該CeO₂薄膜中摻雜有Cu，摻雜量為16wt.％。

7.根據權利要求1所述的一種基于氧化鋯復合材料的濕敏傳感器，其特征在于，所述濕敏傳感器的制備過程為：

S1、熱氧化硅片；

S2、磁控濺射法制備WO₃薄膜；

S3、lift-off技術制備插指電極；

S4、溶膠-凝膠法制備ZrO₂薄膜；

S5、制備CeO₂薄膜；

S6、將硅片放入管式爐中，設置升溫速度為6℃/min，在760℃下煅燒10h，連接引線后得到所述的濕敏傳感器。

8.根據權利要求7所述的一種基于氧化鋯復合材料的濕敏傳感器，其特征在于，所述ZrO₂薄膜制備過程為：

稱取5g的ZrOCl₂·8H₂O放入30ml乙醇中，然后加入適量的FeCl₃，在50℃水浴中強烈攪拌80h后，得到摻雜有Fe的ZrO₂溶膠，然后利用勻膠機將該ZrO₂溶膠旋涂在硅片上，旋涂結束后，將該硅片放在70℃熱板上，烘8min，如此反復幾次，使得該ZrO₂溶膠厚度為1μm，即該ZrO₂溶膠被設置在插值電極四周。

9.根據權利要求7所述的一種基于氧化鋯復合材料的濕敏傳感器，其特征在于，所述的CeO₂薄膜制備過程為：

稱取適量的硝酸鈰、氯化銅，將其混合均勻，在研缽中研磨半小時，然后將混合物放置在石英舟中，放入管式爐中，在650℃下加熱20h，自然冷卻至室溫，得到摻有Cu的CeO₂粉末，然后再將其與適量乙醇混合，研磨3h，得到漿料，將該漿料涂覆在硅片的插指電極和ZrO₂溶膠上。