[发明专利]一种制作半导体薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及声表面波气体传感器器件技术领域，特别涉及一种通过研磨碳纳米管掺杂酞菁锌制作半导体薄膜的方法。

背景技术

声表面波(SAW)气体传感器与其他类型的传感器相比有很多优良的特性，具有体积小、重量轻、精度高、分辨率高、抗干扰能力强、灵敏度高、有效检测范围线性好等众多特点。它的基本工作原理主要是通过SAW器件表面所覆盖的敏感膜对待侧气体的吸附引起SAW传感器电导率和质量的变化，从而引起SAW振荡器的振荡频率的改变，以此来实现对气体的监控和测量。因此要想制作出高灵敏度和质量的声表面波传感器器件，其中敏感膜的设计与制作部分特别的关键。

但是，随着社会经济技术和工业的快速发展，现场实时监测的大气污染物的体积分数往往低至10^-6甚至10^-9的水平，这就要求监测污染气体的传感器要有足够的灵敏度和选择性。敏感膜的设计与制作是声表面波传感器器件制作过程中非常重要的一步，一个传感器灵敏度，检测质量的好坏很大程度上由敏感膜质量的好坏而决定的。

从80年代至今国内外以酞菁材料(以酞菁铜为主)作为检测NO₂气体传感器的敏感材料研究取得了巨大的进步，但是这些传感器绝大部分需要在高温下检测才能达到一个良好的灵敏度，选择特性，高温不仅影响传感器测量的稳定效果，而且会带来额外的功率损耗等问题，所以能够制作出在常温下快速，灵敏的检测低浓度的气体传感器显得特别的重要，这也给膜的制作提出了更高的要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种通过研磨碳纳米管掺杂酞菁锌制作半导体薄膜的方法。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种制作半导体薄膜的方法，该方法是在声表面波气体传感器的制造过程中，在双延迟线型振荡器的一条延迟线上滴涂碳纳米管与酞菁锌的混合溶液，并真空烘干而形成敏感膜的。

上述方案中，所述在双延迟线型振荡器的一条延迟线上滴涂碳纳米管与酞菁锌的混合溶液之前，进一步包括：配制碳纳米管与酞菁锌的混合溶液。

上述方案中，所述配制碳纳米管与酞菁锌的混合溶液，具体包括：研磨碳纳米管10至30分钟，将研磨好的10至200mg碳纳米管与100至500mg的酞菁锌混合，加入到50至100ml的N-N二甲基酰胺溶液中，并在常温下超声波振荡60分钟，形成碳纳米管与酞菁锌的混合溶液。

上述方案中，所述滴涂碳纳米管与酞菁锌的混合溶液，是在双延迟线型振荡器的一条延迟线的敏感区域滴涂10至50μl的混合溶液。

上述方案中，所述真空烘干，是在真空环境下干燥至少2个小时。

(三)有益效果

本发明的有益效果在于：因为通过将酞菁锌作为敏感材料去尝试制作敏感膜，使得常温下使用酞菁材料去检测NO₂气体变为可能，而且掺杂的碳纳米管/酞菁锌传感器与纯的酞菁锌传感器相比，灵敏度和检测质量也会有一定的提高。

附图说明

图1为依照本发明制作声表面波气体传感器敏感膜的工艺流程图；

其中，1为压电基体(压电单晶或薄膜)，2为叉指换能器IDT(Au或Pt)，3为传播路径上的金属薄膜(Au或Pt等)4化学敏感膜。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

酞菁锌作为几种常见的检测NO₂气体传感器中的酞菁材料之一，在遇到NO₂气体时有着最大的电导率的变化，所以本发明首次将酞菁锌作为敏感材料去尝试制作敏感膜，即将研磨的碳纳米管掺杂酞菁锌作为制作检测NO₂声表面波气体传感器敏感膜的新型材料。

碳纳米管有着特殊的管状，网状结构，具有很大比表面积，将研磨的碳纳米管掺杂酞菁锌一起溶解，通过聚合制作出的敏感膜能够使得酞菁锌更好的吸附气体，通过研磨后的碳纳米管也能够很好的分散在溶液中。

本发明提供的制作半导体薄膜的方法，是在声表面波气体传感器的制造过程中，在双延迟线型振荡器的一条延迟线上滴涂碳纳米管与酞菁锌的混合溶液，并真空烘干而形成敏感膜的。