一种单层多孔气敏膜、其制备方法及用途技术

本发明专利技术涉及一种气敏膜、其制备方法及用途。本发明专利技术的气敏膜是一种单层多孔网状气敏膜，本发明专利技术所述的方法为掩膜溅射法，具体包括：首先在整片传感器基底上平铺单层有机微球作为掩膜板，然后沉积氧化物气敏薄膜后，最后去除单层有机微球掩膜板，得到单层多孔气敏膜。本发明专利技术的方法还可以进一步采用传统背刻蚀工艺得到悬空结构的气敏传感器晶圆，并采用激光切割及裂片封装得到气敏传感器器件。本发明专利技术的方法将传统致密的二维薄膜切割成多孔网状结构，其比表面积大，增加了孔隙率、提高了薄膜与气体之间的相互作用面积，进而增加了灵敏度。同时利用溅射法制作的气敏膜性能一致性、批次稳定性较好，具有良好的应用前景。

A single-layer porous gas sensing film, its preparation method and Application

The invention relates to a gas sensing film, a preparation method and application thereof. The gas sensing film of the invention is a single layer porous network gas sensing film. The method of the invention is a mask sputtering method. The method includes: first, laying a single layer of organic microspheres on the whole sensor base as a mask, then depositing oxide gas sensing film, and finally removing the single layer of organic microsphere mask to obtain a single layer of porous gas sensing film. The method of the invention can further obtain a suspended gas sensor wafer by traditional back etching process, and a gas sensor device can be obtained by laser cutting and chip packaging. The method of the invention cuts a traditional compact two-dimensional film into a porous network structure, which has a large specific surface area, increases the porosity, enhances the interaction area between the film and the gas, and thereby increases the sensitivity. At the same time, the gas sensing film prepared by sputtering method has good consistency and batch stability, and has good application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种单层多孔气敏膜、其制备方法及用途
本专利技术属于气敏传感器领域，涉及一种气敏膜、其制备方法及用途，尤其涉及一种单层多孔网状气敏膜、其掩膜溅射制备方法及在气敏传感器件的用途。
技术介绍
氧化物半导体气敏传感器由于体积小、成本低、响应快等优点，在可燃气体泄露、有毒有害气体浓度检测等领域具有广泛的应用。氧化物半导体气敏传感器的传统制作方法为将合成的气敏材料涂敷或印刷到传感器基底上，其中基底包括中间带有加热丝的陶瓷管或者背面印刷有加热板的平面基底。基于传统基底的气敏传感器体积较大，功耗较高。因此最近几年，气敏传感器基底开始转向利用微机电加工(MEMS)技术制作悬空结构的微加热盘，例如专利CN1684285A,204694669U等。这种MEMS制作出的微加热盘具有功耗低、一致性好等优势，已逐渐成为传感器市场的主流产品。然而，多孔的气敏材料仍需要采用模板法等工艺(例如CN104692332A)单独合成，再将材料制作成浆料，通过涂敷或者打印等方式组装到微加热盘上。虽然也有许多研究尝试使用溅射法等MEMS镀膜方法进行气敏薄膜的制作(例如CN1888123A,ThinSolidFilms516(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气敏膜，其特征在于，所述气敏膜为单层多孔网状气敏膜。

【技术特征摘要】
1.一种气敏膜，其特征在于，所述气敏膜为单层多孔网状气敏膜。2.根据权利要求1所述的气敏膜，其特征在于，所述气敏膜上的孔的直径为300nm-2000nm；优选地，所述气敏膜的厚度为50nm-500nm。3.如权利要求1或2所述的气敏膜的制备方法，其特征在于，所述方法为掩膜溅射法，具体包括：首先在整片传感器基底上平铺单层有机微球作为掩膜板，然后沉积氧化物气敏薄膜，最后去除单层有机微球掩膜板，得到单层多孔气敏膜。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述传感器基底为：采用微机电系统MEMS制作的未经过背刻蚀的微加热盘；优选地，微加热盘为暴露有金叉指电极区域的微加热盘，所述暴露采用的方法为光刻蚀；优选地，所述有机微球的直径为10nm-10000nm，优选为100nm-5000nm，进一步优选为300nm-2000nm；优选地，所述有机微球为聚苯乙烯微球、聚丙烯酸酯或脲醛树脂中的任意一种或至少两种的组合；优选地，在整片传感器基底上平铺单层有机微球的方法为：先将有机微球分散到水中，在水面上漂浮一层自组装排列的微球层，然后用传感器基底从水面上捞取所述自组装排列的微球，从而在整片传感器基底上得到平铺的单层有机微球。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述沉积氧化物气敏薄膜采用的方法为溅射法，所述溅射法优选包括磁控溅射法或射频溅射法中的任意一种；优选地，所述氧化物气敏薄膜为氧化物半导体气敏薄膜，所述氧化物半导体优选包括本征或掺杂的氧化锡、氧化钨或氧化锌中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述氧化物气敏薄膜的厚度小于有机微球的半径，优选为有机微球半径的1/6-1/2。6.根据权利要求3-5任一项所述的方法，其特征在于，所述去除单层有机微球掩膜板的方法为煅烧法或溶解法中的任意一...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩宁，王颖，周新愿，陈运法，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11