【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微电子机械系统领域，涉及一种氦离子检测器及其制备方法。
技术介绍
1、气相色谱系统是对复杂混合气体组分进行分离与检测的一种技术手段，其核心部件为色谱柱与检测器。目前，气相色谱系统常用的检测器为火焰离子化检测器以及热导检测器，其中，火焰离子化检测器结构简单，对几乎所有挥发与半挥发性的有机化合物具有较高的响应，但它不能检测水与永久性气体；热导检测器对除载气外的所有气体均有响应，但是其灵敏度较低，对流量以及温度变化非常敏感。
2、氦离子检测器是一种通用型气体检测器，由于氦的电离能较高(19.8ev)，氦离子检测器可以检测除氖气以外的所有气体，并且具有ppb级的检测限，可以很好的与色谱柱结合，进行痕量气体检测。
3、1960年，berry首次提出了使用氦气做载气，利用气体放电现象电离分析物的气体检测技术，之后，研究者们对这一检测技术进行了进一步的研究发现，氦离子检测器的检测能力与等离子体的稳定性以及激发电极与收集电极的数量、结构与位置有关。腔室体积的增大，可以获得更高的灵敏度以及更大的线性检测范围，而在腔室内设置多对偏置/收集电极可以提高灵敏度、改善峰形对称性，以及可以在不影响峰值拖尾的情况下使用较低的氦气流速。
4、近年来，随着mems技术的发展，微型氦离子检测器被提出，但由于器件体积的缩小，腔室体积减小，较小的腔室体积会影响微型氦离子检测器的灵敏度与检测限。为解决上述问题，有必要设计、制备具有高收集效率的偏置/收集电极组结构，用于提高微型氦离子检测器的灵敏度。
5、因此，
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种氦离子检测器及其制备方法，用于解决现有技术中氦离子检测器因小型化所带来的检测问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种氦离子检测器的制备方法，包括以下步骤：
3、提供基板；
4、提供上盖板及下盖板，于所述上盖板上形成第一收集电极，于所述下盖板上形成第二收集电极及位于所述第二收集电极两侧的第一偏置电极及第二偏置电极；
5、将所述下盖板与所述基板的下表面键合；
6、图形化所述基板，于所述基板中形成贯穿所述基板的贯通槽、与所述贯通槽相连通的输入输出通槽及激发电极通槽，且所述贯通槽显露所述第二收集电极、所述第一偏置电极及所述第二偏置电极；
7、将所述上盖板与所述基板的上表面键合，通过所述上盖板覆盖所述贯通槽构成闭合腔室、覆盖所述输入输出通槽构成闭合输入输出通道及覆盖所述激发电极通槽构成激发电极通道，且所述第一收集电极显露于所述闭合腔室并与所述第二收集电极对应设置构成对收集电极。
8、可选地，图形化所述基板的步骤在键合步骤之前完成。
9、可选地，先将所述上盖板与所述基板的上表面键合，而后将所述下盖板与所述基板的下表面键合。
10、可选地，所述基板的上表面形成有用以收容所述第一收集电极的电极容置槽，且所述基板的下表面形成有分别用以收容所述第二收集电极、所述第一偏置电极及所述第二偏置电极的电极容置槽。
11、可选地，图形化所述基板形成所述贯通槽之前还包括形成覆盖电极的电极保护层的步骤及在图形化所述基板形成所述贯通槽之后还包括去除所述电极保护层的步骤。
12、可选地，还包括进行划片的步骤，且划片时，分别自所述上盖板及所述下盖板进行正反划片，以显露所述第一收集电极、所述第二收集电极、所述第一偏置电极及所述第二偏置电极的电性连接端。
13、可选地，形成的所述第一偏置电极及所述第二偏置电极沿所述第二收集电极对称设置，且所述第一偏置电极及所述第二偏置电极与所述第二收集电极之间的间距均为300μm～1000μm，临近的偏置电极与激发电极之间的间距为500μm～2000μm，所述第一收集电极与所述第二收集电极之间的间距为200μm～700μm。
14、可选地，所述基板包括硅基板、陶瓷基板或玻璃基板；所述上盖板包括硅盖板、陶瓷盖板或玻璃盖板；所述下盖板包括硅盖板、陶瓷盖板或玻璃盖板。
15、本专利技术还提供一种氦离子检测器，所述氦离子检测器包括：
16、上盖板，所述上盖板上设置有第一收集电极；
17、下盖板，所述下盖板上设置有第二收集电极及位于所述第二收集电极两侧的第一偏置电极及第二偏置电极；
18、图形化的基板，所述基板中设置有贯穿所述基板的贯通槽、与所述贯通槽相连通的输入输出通槽及激发电极通槽，且所述基板的上表面与所述上盖板键合，所述基板的下表面与所述下盖板键合，通过所述上盖板及所述下盖板覆盖所述贯通槽构成闭合腔室、覆盖所述输入输出通槽构成闭合输入输出通道及覆盖所述激发电极通槽构成激发电极通道，且所述第一收集电极、所述第二收集电极、所述第一偏置电极及所述第二偏置电极显露于所述闭合腔室，所述第一收集电极与所述第二收集电极对应设置构成对收集电极。
19、可选地，所述第一偏置电极及所述第二偏置电极沿所述第二收集电极对称设置，且所述第一偏置电极及所述第二偏置电极与所述第二收集电极之间的间距均为300μm～1000μm，临近的偏置电极与激发电极之间的间距为500μm～2000μm，所述第一收集电极与所述第二收集电极之间的间距为200μm～700μm。
20、如上所述，本专利技术的氦离子检测器及其制备方法，在闭合腔室中设置对收集电极可以得到较为理想的电场分布，以及在闭合腔室中结合设置偏置电极可以有效提高离子收集效率，使得氦离子检测器在较小体积的前提下，也能具有较低的检测限，较高的检测灵敏度。此外，该氦离子检测器采用三明治结构，适合与色谱柱结合使用或者与微色谱柱进行单片集成。
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1.一种氦离子检测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的氦离子检测器的制备方法，其特征在于：图形化所述基板的步骤在键合步骤之前完成。
3.根据权利要求1所述的氦离子检测器的制备方法，其特征在于：先将所述上盖板与所述基板的上表面键合，而后将所述下盖板与所述基板的下表面键合。
4.根据权利要求1所述的氦离子检测器的制备方法，其特征在于：所述基板的上表面形成有用以收容所述第一收集电极的电极容置槽，且所述基板的下表面形成有分别用以收容所述第二收集电极、所述第一偏置电极及所述第二偏置电极的电极容置槽。
5.根据权利要求1所述的氦离子检测器的制备方法，其特征在于：图形化所述基板形成所述贯通槽之前还包括形成覆盖电极的电极保护层的步骤及在图形化所述基板形成所述贯通槽之后还包括去除所述电极保护层的步骤。
6.根据权利要求1所述的氦离子检测器的制备方法，其特征在于：还包括进行划片的步骤，且划片时，分别自所述上盖板及所述下盖板进行正反划片，以显露所述第一收集电极、所述第二收集电极、所述第一偏置电极及所述第二偏置电极
7.根据权利要求1所述的氦离子检测器的制备方法，其特征在于：形成的所述第一偏置电极及所述第二偏置电极沿所述第二收集电极对称设置，且所述第一偏置电极及所述第二偏置电极与所述第二收集电极之间的间距均为300μm～1000μm，临近的偏置电极与激发电极之间的间距为500μm～2000μm，所述第一收集电极与所述第二收集电极之间的间距为200μm～700μm。
8.根据权利要求1所述的氦离子检测器的制备方法，其特征在于：所述基板包括硅基板、陶瓷基板或玻璃基板；所述上盖板包括硅盖板、陶瓷盖板或玻璃盖板；所述下盖板包括硅盖板、陶瓷盖板或玻璃盖板。
9.一种氦离子检测器，其特征在于，所述氦离子检测器包括：
10.根据权利要求9所述的氦离子检测器，其特征在于：所述第一偏置电极及所述第二偏置电极沿所述第二收集电极对称设置，且所述第一偏置电极及所述第二偏置电极与所述第二收集电极之间的间距均为300μm～1000μm，临近的偏置电极与激发电极之间的间距为500μm～2000μm，所述第一收集电极与所述第二收集电极之间的间距为200μm～700μm。
...【技术特征摘要】
1.一种氦离子检测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的氦离子检测器的制备方法，其特征在于：图形化所述基板的步骤在键合步骤之前完成。
3.根据权利要求1所述的氦离子检测器的制备方法，其特征在于：先将所述上盖板与所述基板的上表面键合，而后将所述下盖板与所述基板的下表面键合。
4.根据权利要求1所述的氦离子检测器的制备方法，其特征在于：所述基板的上表面形成有用以收容所述第一收集电极的电极容置槽，且所述基板的下表面形成有分别用以收容所述第二收集电极、所述第一偏置电极及所述第二偏置电极的电极容置槽。
5.根据权利要求1所述的氦离子检测器的制备方法，其特征在于：图形化所述基板形成所述贯通槽之前还包括形成覆盖电极的电极保护层的步骤及在图形化所述基板形成所述贯通槽之后还包括去除所述电极保护层的步骤。
6.根据权利要求1所述的氦离子检测器的制备方法，其特征在于：还包括进行划片的步骤，且划片时，分别自所述上盖板及所述下盖板进行正反划片，以显露所述第一收集电极、所述第二收集电极、所述第一偏置电极及所述第二偏置电极的电性...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯飞，祝雨晨，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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