[发明专利]气体传感器及其气敏膜的制造方法

说明书

本发明公开一种气体传感器及其气敏膜的制造方法，所述气体传感器包括：基底；以及设置于所述基底上的多个感测单元，每个感测单元包括：微加热器；设置于所述微加热器表面的活化区；以及形成于所述活化区的气敏膜，所述气敏膜包括多个柱状结构，所述柱状结构凸设于所述活化区。本发明采用反应溅射生成气敏膜，所制得的气敏膜厚度均匀，厚度可控，具有较大的表面积，且可实现整片晶圆级的沉积模式，适合大规模量产。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种气体传感器及其气敏膜的制造方法。

背景技术

对于气敏膜的沉积，现今多采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法，用金属有机盐或无机金属盐溶于水或有机溶剂中搅拌，掺杂贵金属增感剂、氧化物调阻剂以及有机物粘合剂，采用氨水或冰醋酸调整PH值，并形成有一定粘度的溶胶。使用匀胶机通过EHD打印或提拉法在微加热器的活化区形成胶层或胶点，然后去退火或烘烤，蒸发掉易挥发物质，通过控制退火或烘烤温度，而得到微观结构有序的薄膜。

然而，采用溶胶-凝胶法制备的气敏膜的厚度均匀性差、厚度较厚、且制备过程不适合大规模量产。

发明内容

本发明的目的是提供一种气体传感器及其气敏膜制造方法，采用反应溅射生成气敏膜，所制得的气敏膜厚度均匀，厚度可控，且可实现整片晶圆级的沉积模式，适合大规模量产。

为实现上述目的，本发明实施例提供了以下方案：

第一方面，本发明实施例提供一种气体传感器，所述气体传感器包括：

基底；以及

设置于所述基底上的多个感测单元，每个感测单元包括：

微加热器；

设置于所述微加热器表面的活化区；以及

形成于所述活化区的气敏膜，所述气敏膜包括多个柱状结构，所述柱状结构凸设于所述活化区。

在一种可能的实施例中，所述柱状结构由金属氧化物、复合金属氧化物及混合金属氧化物中一项或者多项的组合制成。

第二方面，本发明实施例提供一种气敏膜的制造方法，所述方法包括：

将靶材装配于反应溅射设备的靶台；

将掩模版设置于基底，一并放置于所述反应溅射设备的托盘；

将所述反应溅射设备的溅射反应腔室抽至预设真空条件；

向所述溅射反应腔室通入反应气体及惰性气体，所述反应气体为氧气，所述惰性气体为氩气；

在所述靶材与所述基底之间施加预设电压，使得所述靶材发生溅射，产生金属粒子流，同时，调整所述金属粒子流相对于所述基底的入射角；以及

所述金属粒子流与所述反应气体发生氧化反应，生成金属氧化物，所述金属氧化物透过所述掩模版的通孔沉积至所述基底，形成具有柱状结构的气敏膜。

在一种可能的实施例中，在将掩模版设置于基底，一并放置于所述反应溅射设备的托盘之前，所述方法还包括，

对所述基底进行烘烤。

在一种可能的实施例中，所述方法还包括：

通过调整所述基底的温度控制所述柱状结构的形貌。

在一种可能的实施例中，所述通孔正对所述基底上设置的微加热器。

在一种可能的实施例中，所述掩模版由铝或者氮化钛制成，所述通孔正对所述基底上设置的微加热器的活化区。

在一种可能的实施例中，所述气敏膜的厚度为1um。