[發明專利]一種硅基網狀石墨烯MEMS傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 201911265551.X
• 申請日: 2019-12-11
• 公開（公告）號: CN111017863B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 秦亞飛;王冬;楊友朋
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B81B3/00
• 分類號: B81B3/00;B81B7/00;B81B7/02;B81C1/00;G01B7/16;G01L1/22;G01L9/04
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1.一種硅基網狀石墨烯MEMS傳感器的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1、在Si基底（1）上進行熱氧化工藝，生長出厚度為100nm～300nm的SiC薄膜層（6），作為介質層，用于制作石墨烯薄膜的掩膜層；

步驟2、以SiC薄膜層（6）為襯底，首先利用氫氣在1600～1800℃的高溫下對襯底表面進行平整化處理；然后，在真空的環境下，將SiC薄膜層（6）表面加熱到1400℃以上，使襯底表面的Si、C鍵發生斷裂，Si原子會先于C原子升華而從表面脫附，而表面富集C原子發生重構從而形成SiC為襯底的石墨烯薄膜樣品；

步驟3、將石墨烯薄膜樣品固定，利用勻膠機在石墨烯薄膜上旋涂光刻膠；

步驟4、將矩形形狀的金屬掩膜版置于石墨烯薄膜樣品兩側，且兩者對齊，使用光刻機光刻并濺射獲得金屬電極（3）；

步驟5、將帶有網狀圖案的金屬掩膜版置于石墨烯薄膜樣品上表面，且兩者對齊，再次使用光刻機光刻獲得網狀石墨烯薄膜樣品；接著采用汞燈曝光網狀石墨烯薄膜樣品；然后，使用NICP刻蝕機用氧等離子進行刻蝕網狀石墨烯薄膜樣品，從而獲得網狀石墨烯薄膜（2）；最后，將丙酮涂在網狀石墨烯薄膜（2）表面，溶解殘留的光刻膠，待光刻膠完全溶解后，取出，晾干；

步驟6、將獲得的網狀石墨烯薄膜（2）暴露在空氣中，在網狀石墨烯薄膜（2）表面涂抹常溫下液體PDMS，形成PDMS保護層（5），真空除氣泡，120℃加熱固化；最終獲得硅基網狀石墨烯MEMS傳感器；

所述一種硅基網狀石墨烯MEMS傳感器，包括Si基板（1）、SiC薄膜層（6）、網狀石墨烯薄膜（2）、PDMS保護層（5）、金屬電極（3）以及金屬引線（4）；

Si基板（1）的上表面為SiC薄膜層（6），SiC薄膜層（6）的上表面為網狀石墨烯薄膜（2）及位于網狀石墨烯薄膜（2）兩側的金屬電極（3），網狀石墨烯薄膜（2）的上表面為PDMS保護層（5），通過金屬電極（3）引出金屬引線（4）。

2.根據權利要求1所述的硅基網狀石墨烯MEMS傳感器的制備方法，其特征在于：所述金屬掩膜版為鉻金屬掩膜版。