[發(fā)明專利]薄膜傳感器及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110010411.9 | 申請日： | 2021-01-06 |
| 公開（公告）號： | CN112857439A | 公開（公告）日： | 2021-05-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 譚秋林;薛濤;張磊 | 申請（專利權(quán)）人： | 中北大學(xué) |
| 主分類號： | G01D21/02 | 分類號： | G01D21/02;C23C14/35;C23C14/58 |
| 代理公司： | 北京致科知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11672 | 代理人： | 李洪娟;魏紅雅 |
| 地址： | 030051 山*** | 國省代碼： | 山西;14 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 薄膜 傳感器 及其 制備 方法 | ||
1.一種薄膜傳感器，其特征在于，包括：
基片；
設(shè)置在基片上的絕緣層；
以及設(shè)置在所述絕緣層上的第一薄膜熱電偶、薄膜熱電偶陣列和敏感柵單元3種器件中的至少兩種；
所述第一薄膜熱電偶用于溫度測量；
所述薄膜熱電偶陣列用于熱流密度測量；
所述敏感柵單元用于應(yīng)變測量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜傳感器，其特征在于，所述第一薄膜熱電偶包括第一電極和第二電極，所述第一電極的一端與所述第二電極的一端連接形成工作端，所述第一電極的外接端和所述第二電極的外接端分別用于與第一數(shù)據(jù)采集器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜傳感器，其特征在于，所述薄膜熱電偶陣列包括至少兩個第二薄膜熱電偶；
所述至少兩個第二薄膜熱電偶串聯(lián)連接；
所述薄膜熱電偶陣列的第一外接端和第二外接端分別用于與第二數(shù)據(jù)采集器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜傳感器，其特征在于，所述敏感柵單元包括至少兩個電阻柵；
所述至少兩個電阻柵串聯(lián)連接；
所述敏感柵單元的第三外接端和第四外接端分別用于與動態(tài)信號測試分析系統(tǒng)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的薄膜傳感器，其特征在于，還包括設(shè)置在所述第一薄膜熱電偶和所述薄膜熱電偶陣列上的第一熱阻層和第二熱阻層，所述第一熱阻層的厚度大于所述第二熱阻層的厚度；
所述第一薄膜熱電偶的工作端與所述第一熱阻層接觸；所述第一薄膜熱電偶的外接端與所述第二熱阻層接觸；
所述薄膜熱電偶陣列中各第二薄膜熱電偶的工作端與所述第一熱阻層接觸，各第二薄膜熱電偶的外接點與所述第二熱阻層接觸。
6.一種薄膜傳感器的制備方法，其特征在于，包括：
先后采用丙酮、乙醇、去離子水對基片的表面進行清洗，并于氮氣氣氛下獲得干燥基片；
在所述干燥基片上沉積絕緣層，獲得帶有絕緣層的第一復(fù)合片；
在所述第一復(fù)合片的絕緣層表面沉積熱電偶電極薄膜材料層和/或敏感柵材料層，獲得第二復(fù)合片；
在所述第二復(fù)合片的熱電偶電極薄膜材料層上沉積熱阻層，獲得第三復(fù)合片；
對所述第三復(fù)合片進行退火處理，獲得薄膜傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述在所述第一復(fù)合片的絕緣層表面沉積熱電偶電極薄膜材料層及敏感柵材料層，獲得第二復(fù)合片，包括：
在所述絕緣層表面沉積第一薄膜熱電偶的第一電極薄膜材料層及薄膜熱電偶陣列中各第二薄膜熱電偶的第一電極薄膜材料層；
在所述絕緣層表面沉積第一薄膜熱電偶的第二電極薄膜材料及薄膜熱電偶陣列中各第二薄膜熱電偶的第二電極薄膜材料，以使第一薄膜熱電偶的第一電極薄膜材料和第一薄膜熱電偶的第二電極薄膜材料形成第一薄膜熱電偶，各第二薄膜熱電偶的第一電極薄膜材料和各第二薄膜熱電偶的第二電極薄膜材料形成薄膜熱電偶陣列；
在所述絕緣層表面所述熱電偶電極薄膜材料層周圍沉積敏感柵材料層，獲得第二復(fù)合片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述在所述第二復(fù)合片的熱電偶電極薄膜材料層上沉積熱阻層，獲得第三復(fù)合片，包括：
在所述第一薄膜熱電偶及各所述第二薄膜熱電偶的工作端上方沉積第一熱阻層；
在所述第一薄膜熱電偶的外接端及各所述第二薄膜熱電偶的外接點上方沉積第二熱阻層；
所述第一熱阻層的厚度大于所述第二熱阻層的厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，退火溫度為800℃～1000℃，退火時間為1～4小時，退火氣氛為真空。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9任一項所述的方法，其特征在于，所述在所述干燥基片上沉積絕緣層，獲得帶有絕緣層的第一復(fù)合片，包括：
采用磁控濺射沉積方式在所述干燥基片上沉積絕緣層，獲得帶有絕緣層的第一復(fù)合片；
所述在所述第一復(fù)合片的絕緣層表面沉積熱電偶電極薄膜材料層及敏感柵材料層，獲得第二復(fù)合片，包括：
采用離子束濺射沉積方式在所述第一復(fù)合片的絕緣層表面沉積熱電偶電極薄膜材料層，以及采用磁控濺射沉積方式沉積敏感柵材料層，獲得第二復(fù)合片；
所述在所述第二復(fù)合片的熱電偶電極薄膜材料層上沉積第一熱阻層和第二熱阻層，獲得第三復(fù)合片，包括：
采用離子束濺射沉積方式在所述第二復(fù)合片的熱電偶電極薄膜材料層上沉積第一熱阻層和第二熱阻層，獲得第三復(fù)合片。
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