一种碳纳米管－电极结构及基于该结构的温度传感器芯片制造技术

本实用新型专利技术公开一种碳纳米管－电极结构及基于该结构的温度传感器芯片，包括基底、碳纳米管、电极，所述电极成对设置在基底上，所述碳纳米管与所述的一对电极间电连接。碳纳米管具有良好的导热性，并且金属性碳纳米管的电阻率会随温度的变化而发生改变。利用碳纳米管电阻率随温度变化的性质，本专利提出了一种能够利用碳纳米管－电极作为温度传感单元的具有低能耗、高灵敏度的传感器芯片结构，该传感器芯片在２ｍｍ×２ｍｍ的区域内集成了８个独立温度传感单元。所述温度传感器芯片结构，可以利用介电泳技术实现碳纳米管在微电极阵列上的装配，形成碳纳米管－金属电极的温度传感单元，并最终形成碳纳米管温度传感器。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及纳米器件领域，具体地说是设计一种利用碳纳米管作为温度传感 单元的纳米管传感器芯片结构，实现温度高灵敏度检测。
技术介绍
作为新颖的纳米材料，碳纳米管具有优异的物理化学性质。碳纳米管电阻率会随 温度的变化而改变，是一种理想的制作温度传感器的纳米材料。碳纳米管作为温度传感单 元的前提是将碳纳米管首先装配在微电极之间形成碳纳米管_电极结构。介电泳技术可 以实现碳纳米管的并行操控，而实现介电泳的物理条件是在空间产生非均勻电场，并且保 证碳纳米管装配过程的可控性。综上所述，设计合适的纳米管传感器结构是实现碳纳米管 温度传感器的核心技术之一。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术的目的提出一种利用碳纳米管作为温度传感单元的 纳米管传感器芯片结构。具体方案如下一种碳纳米管_电极结构，包括基底、碳纳米管、电极，所述电极成对设置在基底 上，所述碳纳米管与所述的一对电极间电连接。本技术还公开一种基于碳纳米管_电极结构的温度传感器芯片，包括碳纳米 管_电极结构构成的传感器芯片、划片标记、对准标记、压焊点、识别标记；所述压焊点与所 述碳纳米管-电极结构的电极电连接。所述的每个碳纳米管_电极结构具有3对指状电极对。所述碳纳米管_电极结构的每对电极之间的间距为1微米，指状电极的宽度为10 微米。所述传感器芯片为在2mmX2mm的区域内集成8个碳纳米管-电极结构。本技术原理是碳纳米管具有良好的热导性，并且金属性碳纳米管的电阻会随温度的变化而发生 改变。利用碳纳米管电阻率随温度变化的性质，本专利提出了一种利用碳纳米管作为温度 传感单元的具有低能耗、高灵敏度的传感器芯片结构，并且设计了实现该芯片结构的加工 方法。本技术所提出的传感器芯片结构，可以利用介电泳技术实现碳纳米管在微电极 上的可控装配，从而完成温度传感单元的构建。本技术具有如下优点该传感器芯片在2mmX2mm的区域内集成了 8个独立 温度传感单元，因此具有高的温度检测灵敏度与检测精度。本技术提出的温度传感器 芯片结构，可以采用介电泳技术实现碳纳米管在微电极阵列上的快速装配，从而形成碳纳 米管-金属电极的温度传感单元。附图说明图1为碳纳米管_电极结构示意图；图2为基于碳纳米管_电极的温度传感器芯片结构图；图3为传感器芯片结构图；图4为传感器芯片中的碳纳米管_电极结构放大图。具体实施方式如图1所示，本技术的碳纳米管-电极结构，包括基底1、碳纳米管2、电极3， 所述电极3成对设置在基底1上，所述碳纳米管2与所述的一对电极3间电连接。如图2所示，一种基于碳纳米管_电极结构的温度传感器芯片包括碳纳米管_电 极结构构成的传感器芯片8、划片标记4、对准标记5、压焊点6、识别标记7 ；所述压焊点6与 所述碳纳米管_电极结构的电极3电连接。如图4所示，所述的每个碳纳米管_电极结构具有3对指状电极对，所述碳纳米 管-电极结构的每对电极之间的间距㈧为1微米，指状电极的宽度⑶为10微米。如图3所示，所述传感器芯片为在2mmX 2mm的区域内集成8个碳纳米管-电极结 构，尺寸为(a) 0. 75mm ； (b) 2000 μ m ； (c) 2mm ； (d) 9mm ； (e) 10mm。本技术的碳纳米管-电极结构的电极加工方法包括下列步骤(a)清洗硅 片；(b)硅片表面氧化形成IOOnm氧化层；(c)氧化层表面溅射金属，其金属材料的厚度为 Cr20nm/Au30nm ； (d)涂光刻胶、固化光刻胶；(e)光刻，对光刻胶进行曝光并显影；(f)利用 干法刻蚀金属，形成图形结构，除去表面残留的光刻胶；利用介电泳技术实现碳纳米管在电 极上装配，采用质量百分比浓度为0. 01 %碳纳米管溶液(溶剂为乙醇/丙酮)，施加的电压 幅值为10V，频率为IMHz。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纳米管－电极结构，其特征在于：包括基底、碳纳米管、电极，所述电极成对设置在基底上，所述碳纳米管与所述的一对电极间电连接。

【技术特征摘要】
一种碳纳米管 电极结构，其特征在于包括基底、碳纳米管、电极，所述电极成对设置在基底上，所述碳纳米管与所述的一对电极间电连接。2.一种基于如权利要求1所述的碳纳米管-电极结构的温度传感器芯片，其特征在于 包括碳纳米管_电极结构构成的传感器芯片、划片标记、对准标记、压焊点、识别标记；所述 压焊点与所述碳纳米管_电极结构的电极电连接。3.按照权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：董再励，于海波，王越超，田孝军，曲艳丽，李文荣，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：实用新型
国别省市：89[]