專利名稱：一種用于聲表面波傳感器的半導(dǎo)體薄膜的成膜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聲表面波氣體傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于聲表面波傳感器的半導(dǎo)體薄膜的成膜方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的高速發(fā)展，也由此造成了生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，人們開始高度關(guān)注環(huán)境問題，尤其是與人類息息相關(guān)的大氣環(huán)境。作為人類自我保護(hù)的措施，首先要對有毒有害氣體進(jìn)行監(jiān)測，于是便攜、操作簡便的氣體傳感器越來越多應(yīng)用于此領(lǐng)域。其中聲表面波(SAW)傳感器更是因其具有高效、快速、耐用等技術(shù)優(yōu)勢而成為目前的研究熱點(diǎn)。SAW傳感器中的敏感膜決定著傳感器的靈敏度與選擇性，所以敏感膜的選取，尤其是成膜方式成為了 SAW傳感器的關(guān)鍵工藝步驟。將半導(dǎo)體氧化物摻雜到聚吡咯中可提高其靈敏度與選擇性，但是將顆?；蛘叻勰畹陌雽?dǎo)體氧化物很難同可常溫檢測的聚吡咯摻雜。因此，目前亟需一種能將二者混合，并且成膜均勻一致的方法。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于聲表面波傳感器的半導(dǎo)體薄膜的成膜方法。( 二 )技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于聲表面波傳感器的半導(dǎo)體薄膜的成膜方法，該方法包括制備半導(dǎo)體氧化物溶膠和聚吡咯溶液，并將二者混合，經(jīng)過劇烈攪拌及過濾后得到用于成膜的混合溶液；以及對基片進(jìn)行清潔及干燥處理，將處理后的基片浸入該用于成膜的混合溶液中，取出后用去離子水洗滌并用氮?dú)獯蹈?。上述方案中，所述制備半?dǎo)體氧化物溶膠包括針對不同的待測氣體和NO2,采用溶膠凝膠法制備一定濃度的二氧化鈰、二氧化錫或二氧化鈦的溶膠。上述方案中，所述聚吡咯溶液采用氧化聚合制備。上述方案中，所述將二者混合，經(jīng)過劇烈攪拌及過濾后得到用于成膜的混合溶液， 包括將半導(dǎo)體氧化物溶膠和聚吡咯溶液兩種溶液混合，劇烈攪拌4-6小時(shí)，用0. 22 μ m的有機(jī)過濾器過濾，得到用于成膜的混合溶液。上述方案中，所述對基片進(jìn)行清潔及干燥處理包括將洗凈的基片浸入一定濃度的聚陽離子水溶液中15分鐘，然后再浸入一定濃度的聚陰離子的水溶液中15分鐘，取出后用去離子水洗滌，并用氮?dú)獯蹈?。上述方案中，所述聚陽離子是聚二烯丙基氯化銨，所述聚陰離子是聚對苯乙烯磺酸鈉。所述聚陽離子水溶液是呈正電性的，其目的是使基片表面呈正電性；所述聚陰離子水溶液呈現(xiàn)負(fù)電性且為強(qiáng)酸性，其目的是在基片表面引入了極性基團(tuán)，在酸性條件下通過靜電吸引作用形成離子對，容易將摻雜半導(dǎo)體氧化物后的聚吡咯溶液吸附在基片表面，分子淀積組裝形成敏感膜。上述方案中，所述將處理后的基片浸入該用于成膜的混合溶液中，其浸入時(shí)間為 15至30分鐘。(三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明提供的這種用于聲表面波傳感器的半導(dǎo)體薄膜的成膜方法，是將半導(dǎo)體氧化物制成溶膠液后和聚吡咯混合，通過利用帶有陽離子和陰離子的聚電解質(zhì)材料，可自組裝淀積聚吡咯摻雜半導(dǎo)體氧化物的敏感膜，使傳感器件制作工藝大大簡化。本發(fā)明提供了一種在常溫下制作敏感薄膜的方法，該方法成本小，膜厚可控，重復(fù)性好，簡單易行。


為了更進(jìn)一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例子，對本發(fā)明做詳細(xì)描述，其中，圖1-1至1-6是本發(fā)明提供的用于聲表面波傳感器的半導(dǎo)體薄膜的成膜方法的工藝流程圖；其中圖1-1是基片的示意圖；圖1-2是將光刻膠涂于基片的示意圖；圖1-3是在基片上淀積聚陽離子后的示意圖；圖1-4是在基片上淀積聚陰離子后的示意圖；圖1-5是在基片上淀積聚吡咯摻雜半導(dǎo)體氧化物后的示意圖；圖1-6是制備敏感膜后，去除光刻膠的示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明提供的用于聲表面波傳感器的半導(dǎo)體薄膜的成膜方法，包括制備半導(dǎo)體氧化物溶膠和聚吡咯溶液，并將二者混合，經(jīng)過劇烈攪拌及過濾后得到用于成膜的混合溶液；以及對基片進(jìn)行清潔及干燥處理，將處理后的基片浸入該用于成膜的混合溶液中，取出后用去離子水洗滌并用氮?dú)獯蹈伞Ｆ渲?，所述制備半?dǎo)體氧化物溶膠包括針對不同的待測氣體H2S和NO2,采用溶膠凝膠法制備一定濃度的二氧化鈰、二氧化錫或二氧化鈦的溶膠。所述聚吡咯溶液采用氧化聚合制備。所述將二者混合，經(jīng)過劇烈攪拌及過濾后得到用于成膜的混合溶液，包括將半導(dǎo)體氧化物溶膠和聚吡咯溶液兩種溶液混合，劇烈攪拌4-6小時(shí)，用0. 22 μ m的有機(jī)過濾器過濾，得到用于成膜的混合溶液。所述對基片進(jìn)行清潔及干燥處理包括將洗凈的基片浸入一定濃度的聚陽離子水溶液中15分鐘，然后再浸入一定濃度的聚陰離子的水溶液中15分鐘，取出后用去離子水洗滌，并用氮?dú)獯蹈伞Ｋ鼍坳栯x子是聚二烯丙基氯化銨，所述聚陰離子是聚對苯乙烯磺酸鈉。所述聚陽離子水溶液是呈正電性的，其目的是使基片表面呈正電性；所述聚陰離子水溶液呈現(xiàn)負(fù)電性且為強(qiáng)酸性，其目的是在基片表面引入了極性基團(tuán)，在酸性條件下通過靜電吸引作用形成離子對，容易將摻雜半導(dǎo)體氧化物后的聚吡咯溶液吸附在基片表面，分子淀積組裝形成敏感膜。所述將處理后的基片浸入該用于成膜的混合溶液中，其浸入時(shí)間為15至30分鐘。本發(fā)明是將半導(dǎo)體氧化物(如二氧化鈰(CeO2)、二氧化錫(SnO2)或二氧化鈦 (TiO2)等)溶膠與聚吡咯溶液劇烈攪拌后，充分混合，經(jīng)0. 22 μ m有機(jī)過濾器過濾，可以通過分子淀積自組裝的方式制備聚吡咯摻雜半導(dǎo)體氧化物的敏感膜?；氖疽鈭D如圖1-1 所示，圖1-2示出了將光刻膠涂于基片的示意圖，圖1-3是在基片上淀積聚陽離子后的示意圖，圖1-4是在基片上淀積聚陰離子后的示意圖，圖1-5是在基片上淀積聚吡咯摻雜半導(dǎo)體氧化物后的示意圖，圖1-6是制備敏感膜后，去除光刻膠的示意圖。以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于聲表面波傳感器的半導(dǎo)體薄膜的成膜方法，其特征在于，該方法包括制備半導(dǎo)體氧化物溶膠和聚吡咯溶液，并將二者混合，經(jīng)過劇烈攪拌及過濾后得到用于成膜的混合溶液；以及對基片進(jìn)行清潔及干燥處理，將處理后的基片浸入該用于成膜的混合溶液中，取出后用去離子水洗滌并用氮?dú)獯蹈伞?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于聲表面波傳感器的半導(dǎo)體薄膜的成膜方法，其特征在于，所述制備半導(dǎo)體氧化物溶膠包括針對不同的待測氣體和NO2,采用溶膠凝膠法制備一定濃度的二氧化鈰、二氧化錫或二氧化鈦的溶膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于聲表面波傳感器的半導(dǎo)體薄膜的成膜方法，其特征在于，所述聚吡咯溶液采用氧化聚合制備。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于聲表面波傳感器的半導(dǎo)體薄膜的成膜方法，其特征在于，所述將二者混合，經(jīng)過劇烈攪拌及過濾后得到用于成膜的混合溶液，包括將半導(dǎo)體氧化物溶膠和聚吡咯溶液兩種溶液混合，劇烈攪拌4-6小時(shí)，用0. 22 μ m的有機(jī)過濾器過濾，得到用于成膜的混合溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于聲表面波傳感器的半導(dǎo)體薄膜的成膜方法，其特征在于，所述對基片進(jìn)行清潔及干燥處理包括將洗凈的基片浸入一定濃度的聚陽離子水溶液中15分鐘，然后再浸入一定濃度的聚陰離子的水溶液中15分鐘，取出后用去離子水洗滌，并用氮?dú)獯蹈伞?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于聲表面波傳感器的半導(dǎo)體薄膜的成膜方法，其特征在于，所述聚陽離子是聚二烯丙基氯化銨，所述聚陰離子是聚對苯乙烯磺酸鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于聲表面波傳感器的半導(dǎo)體薄膜的成膜方法，其特征在于，所述聚陽離子水溶液是呈正電性的，其目的是使基片表面呈正電性；所述聚陰離子水溶液呈現(xiàn)負(fù)電性且為強(qiáng)酸性，其目的是在基片表面引入了極性基團(tuán)，在酸性條件下通過靜電吸引作用形成離子對，容易將摻雜半導(dǎo)體氧化物后的聚吡咯溶液吸附在基片表面，分子淀積組裝形成敏感膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于聲表面波傳感器的半導(dǎo)體薄膜的成膜方法，其特征在于，所述將處理后的基片浸入該用于成膜的混合溶液中，其浸入時(shí)間為15至30分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于聲表面波傳感器的半導(dǎo)體薄膜的成膜方法，該方法包括制備半導(dǎo)體氧化物溶膠和聚吡咯溶液，并將二者混合，經(jīng)過劇烈攪拌及過濾后得到用于成膜的混合溶液；以及對基片進(jìn)行清潔及干燥處理，將處理后的基片浸入該用于成膜的混合溶液中，取出后用去離子水洗滌并用氮?dú)獯蹈?。利用本發(fā)明，可自組裝淀積聚吡咯摻雜半導(dǎo)體氧化物的敏感膜，使傳感器件制作工藝大大簡化。并且，該方法成本小，膜厚可控，重復(fù)性好，簡單易行。
文檔編號(hào)C08K3/22GK102558583SQ20101057856
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者侯成誠, 劉明, 葉甜春, 周文, 張滿紅, 李冬梅, 汪幸, 謝常青, 閆學(xué)鋒, 霍宗亮, 龍世兵 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所