專利名稱：一種表面波NO₂氣體傳感器敏感薄膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感器制作領(lǐng)域，特別是一種表面波NO2氣體傳感器敏感薄膜的制備方法。
背景技術(shù)：
聲表面波(SAW)是一種沿彈性基體表面?zhèn)鞑サ穆暡?，由于聲表面波在介質(zhì)表面進(jìn)行換能和傳播，所以信息的注入、提取、處理都可方便地實(shí)現(xiàn)。聲表面波傳感器問世于上世紀(jì)70年代，它是傳感器的后起之秀。聲表面波氣體傳感器的基本原理是通過聲表面波器件表面所覆蓋的敏感膜對(duì)待側(cè)氣體的吸附引起聲表面波傳感器速度的變化，從而改變聲表面波振蕩器的振蕩頻率，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體的監(jiān)控和 測(cè)量。與其他類型的傳感器相比，聲表面波氣體傳感器有很多優(yōu)良的特性，具有體積小、重量輕、精度高、分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、有效檢測(cè)范圍線性好等特點(diǎn)，可以利用集成電路中的平面制作工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)微型化和集成化，適于低成本、大批量生產(chǎn)。敏感膜是SAW氣體傳感器最直接的敏感部分，一般不同種類的化學(xué)氣體需要使用各種不同材料的薄膜。較好選擇性的敏感薄膜能在混合氣體中只吸附待測(cè)氣體，屏蔽其他氣體?？梢妼?duì)氣體的選擇性吸附是對(duì)敏感薄膜的最基本要求。薄膜對(duì)氣體的選擇性也決定了 SAW氣體傳感器的選擇性，敏感膜的選擇直接決定了傳感器的好壞。目前制約聲表面波NO2氣體傳感器性能的主要瓶頸就是氣體敏感膜的制備及性能，主要體現(xiàn)在敏感膜對(duì)氣體的靈敏度及選擇性不盡人意，同時(shí)要求敏感膜對(duì)NO2氣體具有強(qiáng)的吸附、解吸附特性，而且對(duì)氣體響應(yīng)時(shí)間和回復(fù)時(shí)間要短。

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表面波NO2氣體傳感器敏感薄膜的制備方法。( 二 )技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種表面波NO2氣體傳感器敏感薄膜的制備方法，該方法是在表面波延遲線的傳播路徑或聲表面波諧振器上沉積非金屬碲，形成敏感薄膜。上述方案中，所述敏感薄膜以非金屬碲為敏感膜材料。上述方案中，所述敏感薄膜的厚度隨聲表面波器件頻率而變化，范圍在10nm-5000nm 之間。上述方案中，所述在表面波延遲線的傳播路徑或聲表面波諧振器上沉積非金屬碲，采用熱蒸發(fā)或者磁控濺射方式。上述方案中，該方法在沉積非金屬碲之后還包括對(duì)沉積非金屬碲薄膜進(jìn)行熱處理使膜鈍化。
(三)有益效果本發(fā)明提供的這種表面波NO2氣體傳感器敏感薄膜的制備方法，采用金屬碲敏感膜可以提高聲表面波NO2氣體傳感器的靈敏度及選擇性。此方法制作的聲表面波傳感器件穩(wěn)定，易于批量生產(chǎn)。


圖I為采用本發(fā)明提供的方法制備的表面波NO2氣體傳感器敏感薄膜的示意圖；其中，I為Si02、LiNbO3或LiTaO3等壓電薄膜，2為Al或Au等換能器薄膜，3為碲敏感膜，膜厚范圍在10nm-5000nm之間。
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(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明提供的這種表面波NO2氣體傳感器敏感薄膜的制備方法，是在表面波延遲線的傳播路徑或聲表面波諧振器上沉積非金屬碲，形成敏感薄膜。如圖I所示，圖I為采用本發(fā)明提供的方法制備的表面波NO2氣體傳感器敏感薄膜的示意圖。采用本發(fā)明提供的方法制備的表面波NO2氣體傳感器敏感薄膜，以非金屬碲為敏感膜材料，厚度隨聲表面波器件頻率而變化，范圍在10nm-5000nm之間。其中，在表面波延遲線的傳播路徑或聲表面波諧振器上沉積非金屬碲，采用熱蒸發(fā)或者磁控濺射方式，其中熱蒸發(fā)采用常規(guī)熱蒸發(fā)即可；磁控濺射方式的具體工藝條件為濺射電壓300-450V，Ar氣分壓3 X KT4Pa至5 X IO^4Pa,電流I至2A。該方法在沉積非金屬碲之后還包括對(duì)沉積非金屬碲薄膜進(jìn)行200°C _300°C加熱使膜鈍化，通過熱處理后得到的薄膜對(duì)NO2具有強(qiáng)的敏感性和高的選擇性。實(shí)施例在350MHz聲表面波的延遲線進(jìn)行套刻，把傳播路徑裸露出來，其余部分掩蓋后，采用磁控濺射方式(磁控濺射工藝灘射電壓300-450V，Ar氣分壓3 X KT4Pa至5 X 10_4Pa，電流I至2A)在傳播路徑上沉積200nm的Te膜。再將器件200°C _300°C加熱(使膜鈍化)后得到傳感器芯片，此芯片對(duì)NO2具有敏感性，將芯片和外圍電路匹配后可以制成聲表面波NO2傳感器。以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)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
1.一種表面波NO2氣體傳感器敏感薄膜的制備方法,其特征在于,該方法是在表面波延遲線的傳播路徑或聲表面波諧振器上沉積非金屬碲，形成敏感薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面波NO2氣體傳感器敏感薄膜的制備方法，其特征在于，所述敏感薄膜以非金屬碲為敏感膜材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面波NO2氣體傳感器敏感薄膜的制備方法，其特征在于，所述敏感薄膜的厚度隨聲表面波器件頻率而變化，范圍在10nm-5000nm之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面波NO2氣體傳感器敏感薄膜的制備方法，其特征在于，所述在表面波延遲線的傳播路徑或聲表面波諧振器上沉積非金屬碲，采用熱蒸發(fā)或者磁控濺射方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面波NO2氣體傳感器敏感薄膜的制備方法，其特征在于，該方法在沉積非金屬碲之后還包括對(duì)沉積非金屬碲薄膜進(jìn)行熱處理使膜鈍化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種表面波NO2氣體傳感器敏感薄膜的制備方法，該方法是在表面波延遲線的傳播路徑或聲表面波諧振器上沉積非金屬碲，形成敏感薄膜。該敏感薄膜可以采用熱蒸發(fā)或者磁控濺射方式制作，通過熱處理后得到的薄膜對(duì)NO2具有強(qiáng)的敏感性和高的選擇性。利用本發(fā)明，采用金屬碲敏感膜可以提高聲表面波NO2氣體傳感器的靈敏度及選擇性。此方法制作的聲表面波傳感器件穩(wěn)定，易于批量生產(chǎn)。
文檔編號(hào)G01N29/036GK102655401SQ20111005005
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者劉明, 張滿紅, 李冬梅, 謝常青, 霍宗亮, 龍世兵 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院微電子研究所