[发明专利]一种高选择性半导体薄膜的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及传感器制作技术领域，特别是一种高选择性半导体薄膜的制作方法。

背景技术

声表面波(SAW)是一种沿弹性基体表面传播的声波，由于声表面波在介质表面进行换能和传播，所以信息的注入、提取、处理都可方便地实现。声表面波传感器问世于上世纪70年代，它是传感器的后起之秀。声表面波气体传感器的基本原理是通过声表面波器件表面所覆盖的敏感膜对待侧气体的吸附引起声表面波传感器速度的变化，从而改变声表面波振荡器的振荡频率，以此来实现对气体的监控和测量。

与其他类型的传感器相比，声表面波气体传感器有很多优良的特性，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特点，可以利用集成电路中的平面制作工艺，能够实现微型化和集成化，适于低成本、大批量生产。

敏感膜是SAW气体传感器最直接的敏感部分，一般不同种类的化学气体需要使用各种不同材料的薄膜。较好选择性的敏感薄膜能在混合气体中只吸附待测气体，屏蔽其他气体。可见对气体的选择性吸附是对敏感薄膜的最基本要求。薄膜对气体的选择性也决定了SAW气体传感器的选择性，敏感膜的选择直接决定了传感器的好坏。

目前制约声表面波NO₂气体传感器性能的主要瓶颈就是气体敏感膜的制备及性能，主要体现在敏感膜对气体的灵敏度及选择性不尽人意，要求敏感膜对NO₂气体具有强的吸附、解吸附特性，而且对气体响应时间和回复时间要短。同时，敏感膜的沉积方式也需要简化。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种高选择性半导体薄膜的制作方法。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种高选择性半导体薄膜的制作方法，该方法是采用钛氰镍为敏感膜材料，氮-氮二甲基甲酰胺为自组装溶剂，在声表面波谐振器表面或表面波延迟线的传播路径上，采用自组装方法沉积钛氰镍薄膜。

上述方案中，所述钛氰镍薄膜厚度随声表面波器件频率而变化。

上述方案中，所述钛氰镍薄膜厚度范围在50nm至5000nm之间。

(三)有益效果

本发明的有益效果是，采用氮-氮二甲基甲酰胺作为自组装溶剂，自组装的敏感膜通过热处理后对NO₂具有强的敏感性和高的选择性，同时，提高了器件的可重复性及稳定性。另外，此方法成膜方式简单，薄膜稳定性高，非常易于批量生产。

附图说明

图1为本发明制作的声表面波NO₂气体传感器敏感膜的示意图。

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。

本发明提供了一种高选择性半导体薄膜的制作方法，该方法是采用钛氰镍为敏感膜材料，氮-氮二甲基甲酰胺为自组装溶剂，在声表面波谐振器表面或表面波延迟线的传播路径上，采用自组装方法沉积钛氰镍薄膜。其中，钛氰镍薄膜厚度随声表面波器件频率而变化，厚度范围在50nm至5000nm之间。

如图1所示，图1为本发明制作的声表面波NO₂气体传感器敏感膜的示意图。其中，1为SiO₂，LiNbO₃或LiTaO₃等压电薄膜，2为Al或Au等换能器薄膜，3为钛氰镍敏感膜，膜厚范围在50nm-5000nm之间。

本发明采用氮-氮二甲基甲酰胺作为自组装溶剂，自组装的敏感膜通过热处理后对NO₂具有强的敏感性和高的选择性，同时，提高了器件的可重复性及稳定性。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。