[发明专利]一种离子迁移管的制作方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及离子迁移谱检测领域，尤其涉及一种离子迁移管的制作方法。

【背景技术】

离子迁移谱（Ion Mobility Spectrometry，IMS）是一种基于气相离子分离和检测的高灵敏度、快速检测仪器。灵敏度高、分析速度快、价格低、结构简单、便携等优点使其广泛应用化学试剂以及蛋白质检测、爆炸物探测、毒品筛查和化学战剂预警等领域。

离子迁移谱的基本工作原理为：利用离子在高电场中迁移率的非线性变化以实现离子的分离，每种离子由于质量、截面积等参数不同使得其在高电场下具有不同的迁移率变化趋势，通过控制电场可以控制不同离子的迁移路径，实现离子检测。依据检测原理不同，离子迁移谱仪分为两种：飞行时间离子迁移谱仪（IMS）与高场不对称波形离子迁移谱仪（FA-IMS）。

随着技术的发展和进步，离子迁移谱的理论技术和检测技术也越发成熟，在各个领域的应用也更加广泛，但是，对产品的性能也提出了新的要求。如何在保证产品正常性能的情况下，离子迁移谱的微型化将是人们面临的新问题，而作为飞行时间离子迁移谱仪与高场不对称波形离子迁移谱仪的核心部件-离子迁移管的微型化发展则显得尤为重要。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题在于解决现有技术中离子迁移管存在体积大的缺陷，提供一种微型的离子迁移管的制作方法。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种微型离子迁移管的制作方法，包括下述步骤：

在硅基衬底表面沉积金属电极；

对所述硅基衬底进行刻蚀，以形成独立的一对叉指电极；

提供一玻璃基片，并在所述玻璃基片上开设与所述叉指电极所在区域对应的孔；

将所述玻璃基片与所述硅基衬底粘合，且使所述叉指电极所在区域内嵌于所述孔中；及

将所述硅基衬底进行切割，以形成所需的所述离子迁移管。

在本实施中，在硅基衬底表面沉积金属电极具体为：通过光刻、金属蒸镀、剥离后在所述硅基衬底形成金属电极。

在本实施中，所述硅基衬底为N型掺杂硅基衬底，其电阻率小于0.01Ω·cm；所述金属电极为Al，其厚度在300nm～1500nm之间。

在本实施中，对所述硅基衬底进行刻蚀，以形成独立的一对叉指电极具体为：通过光刻形成刻蚀掩膜，利用所述掩膜对所述硅基衬底进行刻蚀，以形成独立的一对叉指电极。

在本实施中，所述刻蚀为反应离子深度刻蚀，所述刻蚀的气体为SF6和C4F8，所述刻蚀的深度为硅基衬底厚度。

在本实施中，在所述玻璃基片上开设与所述叉指电极对应的孔具体为：采用激光烧蚀工艺，在玻璃基片中形成孔，所述孔的位置与大小与所述叉指电极所在区域的位置与大小相适应。

在本实施中，所述玻璃基片为碱性玻璃基片。

在本实施中，将所述玻璃基片与所述硅基衬底粘合具体为：采用阳极键合工艺将所述玻璃基片与所述硅基衬底键合，其中，所述键合的压力2000N，电压500V。

采用上述技术方案，本发明的有益效果在于：

本发明上述实施例提供的离子迁移管的制作方法，在硅基衬底表面沉积金属电极，并对硅基衬底进行刻蚀，以形成独立的一对叉指电极，再在玻璃基片上开设与叉指电极所在区域对应的孔，将玻璃基片与硅基衬底粘合，且使叉指电极所在区域内嵌于孔中，根据需要将玻璃基片进行切片，以形成离子迁移管。本发明利用硅基衬底与玻璃基片实现电绝缘的两对电极，并形成离子迁移通道，再根据实际需要将玻璃基片进行切片，形成离子迁移管，实现离子迁移管的微型化。

此外，本发明上述实施例提供的离子迁移管的制作方法工艺简单，易于操作，对设备要求低，可大规模推广应用。

【附图说明】

图1为本发明实施例提供的离子迁移管的制作方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例提供的硅基衬底的结构示意图；

图3为本发明实施例制备的离子迁移管的结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1、图2及图3，图1为本发明实施例提供的离子迁移管的制作方法的步骤流程图100，图2为本发明实施例提供的硅基衬底的结构示意图200，图3为本发明实施例制备的离子迁移管的结构示意图300，从图1中可见，离子迁移管的制作方法100包括下述步骤：