[發明專利]多孔硅基VO2

在審

• 申請號: 202011185310.7
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN114441599A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 梁繼然;張穎;吳文豪
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;B82Y30/00;B82Y15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.多孔硅基VO₂納米顆粒復合結構氣敏傳感元件的制備方法，其特征在于，包括下列步驟：

(1)硅基片的清洗

腐蝕前，對P型單晶硅片進行清洗，清洗步驟如下：首先，濃硫酸和雙氧水混合溶液中浸泡20min；然后，在氫氟酸溶液與去離子水的混合溶液中浸泡20min；最后，分別在丙酮和乙醇進行超聲清洗5min，并放入無水乙醇中備用；

(2)制備多孔硅

將步驟(1)清洗完畢的硅片通過雙槽電化學腐蝕法制備多孔硅。腐蝕液由氫氟酸和N，N-二甲基甲酰胺混合而成，腐蝕電流密度為100mA/cm²，腐蝕時間為8min。硅片面向陰極的拋光表面一側發生電化學腐蝕反應，形成面積為16mm×4mm的長方形多孔硅層。

(3)制備多孔硅基VO₂納米顆粒復合結構

采用化學氣相輸運沉積方法，在步驟(2)得到的多孔硅基底表面沉積VO₂納米顆粒。首先將0.1g V₂O₅粉末放在石英舟上，將多孔硅基片放在石英舟的下游位置。最后，將石英舟和多孔硅襯底一起放入石英管(400mm×40mm)中，并將石英管放置在管式爐(GSL-1400X)的中心位置。生長參數如下：沉積溫度為900℃，氬氣氣體流量為60sccm，沉積時間為3h，通過調節VO₂納米顆粒的沉積壓強，尋求最佳靈敏度的制備參數。

(4)制備多孔硅基VO₂納米顆粒復合結構氣敏傳感器元件

在步驟(3)得到的多孔硅基VO₂納米顆粒復合結構置于JCP-200真空磁控濺射鍍膜機中，制備金屬銀電極，從而構建氣敏傳感器。采用金屬銀作為靶材，氬氣氣體流量為20sccm，本體真空度為4.0×10^-4Pa，濺射工作壓強為2Pa左右，濺射功率為30W，濺射時間為4min，在多孔硅基VO₂納米顆粒復合結構表面制備一對Ag方塊電極，電極的尺寸為3mm×3mm，電極間距為1.1cm。

2.根據權利要求1所述的多孔硅基VO₂納米顆粒復合結構氣敏傳感元件的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中沉積壓強調節范圍在65-530Pa。