[發明專利]一種集成式全固態pH傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 202010777966.1
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111982995B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 張佰君;張敏杰
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01N27/414
• 分類號: G01N27/414
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 李思坪

本發明公開了一種集成式全固態pH傳感器微探針及其制備方法，包括pH傳感器、柔性線路板和針管，所述針管包括針管、針尖和針座，所述pH傳感器包括感測模塊、傳輸導線和引出電極，所述pH傳感器的感測模塊通過傳輸導線和引出電極與柔性線路板連接，所述pH傳感器封裝在針管內，所述感測模塊封裝在針尖部位，所述感測模塊上邊沿處于針尖斜切口切平面上，所述傳輸導線和引出電極分別位于針管和針座，所述柔性線路板封裝在針座內。該方法包括：制備傳感器；將傳感器穿進針管；將柔性線路板與傳感器焊接；調整好傳感器在針管中的位置；將柔性線路板封裝到針座。本發明作為一種集成式全固態pH傳感器微探針及其制備方法，可廣泛應用于微電子器件工藝領域。

技術領域

本發明涉及微電子器件工藝領域，尤其涉及一種集成式全固態pH傳感器微探針及其制備方法。

背景技術

在醫學研究和臨床上對生物體體液和血液等pH值的實時監測是十分重要的，特別是病人在手術前進行麻醉時需要經過多次采血，通過測量血液的pH值來判定麻醉的程度，如果不用采血即可實時監測麻醉過程中血液的pH值變化，這對手術前的麻醉來說具有重意義。因此這就需要有一種具有靈敏度高、響應速度快、且可以對少量溶液進行測量的pH傳感器。而傳統的pH測量計由于尺寸大而無法對少量溶液進行測量，且響應速度慢，顯然無法滿足要求。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種集成式全固態pH傳感器微探針及其制備方法，將全固態AlGaN/GaNpH傳感器封裝在注射用的醫用針頭的針尖部位，以實現醫學上對生物體液或血液pH值的監測。

本發明所采用的技術方案是：一種集成式全固態pH傳感器微探針，其特征在于，包括pH傳感器、柔性線路板和醫用注射針頭，所述醫用注射針頭包括針管、針尖和針座，所述pH傳感器包括感測模塊、傳輸導線和引出電極，所述pH傳感器的感測模塊通過傳輸導線和引出電極與柔性線路板連接，所述pH傳感器封裝在針管內，所述感測模塊封裝在針尖部位，所述感測模塊上邊沿處于針尖部位斜切口切平面上，所述傳輸導線和引出電極分別位于針管和針座，所述柔性線路板封裝在針座內。

一種集成式全固態pH傳感器微探針的制備方法，包括以下步驟：

制備AlGaN/GaN異質結全固態pH傳感器；

將AlGaN/GaN異質結全固態pH傳感器穿進針管；

將柔性線路板與AlGaN/GaN異質結全固態pH傳感器進行焊接；

調整接有柔性線路板的AlGaN/GaN異質結全固態pH傳感器在針管中的位置；

將AlGaN/GaN異質結全固態pH傳感器感測區域固定在針尖；

將柔性線路板寬部卷曲折疊后封裝進針座。

進一步，所述制備AlGaN/GaN異質結全固態pH傳感器這一步驟，其具體包括：

在藍寶石襯底上進行外延生長，自下而上分別生長一定厚度的GaN緩沖層、非故意摻雜GaN層、AlN層和AlGaN層，得到用于制備器件的外延片；

使用電感耦合等離子體刻蝕方法刻蝕外延片GaN層，形成隔離臺面；

通過電子束蒸發在外延片表面特定區域分別沉淀金屬，形成源極、漏極、參比電極、開柵區、導線和三個引出電極；

利用絕緣和耐高溫材料對除開柵區及三個引出電極之外的所有區域進行封裝。

進一步，所述AlGaN/GaN異質結全固態pH傳感器設有源極S、漏極D、參比電極G、開柵區、傳輸導線和三個引出電極，所述傳輸導線分別由源極S、漏極D和參比電極G引出，所述三個引出電極分別位于傳輸導線的三個末端，所述三個引出電極用于焊接柔性線路板。