基于微通道板三维结构的高灵敏度气体传感器制作方法

摘要

本发明公开了基于微通道板三维结构的高灵敏度气体传感器及其制作方法，由检测模块和加热模块两部分组成；检测模块和加热模块之间通过导电浆料粘合；检测模块和加热模块分别设置有两个引线引出电极，分别为检测电极和加热电极，所述的检测模块和加热模块封装于封装管壳内，所述的封装管壳上共有至少四个电极；所述的检测模块，其结构自上而下依次为上电极、微通道板和下电极；所述的加热模块，其结构自下而上依次为隔热绝缘衬底材料、加热电阻线圈和绝缘薄膜。其有益效果是：提高气敏材料薄膜的有效比表面积，从而提升了气体传感器的灵敏度；微通道板的多孔道结构有利于被检测气体的顺利通过，可提高器件的测试灵敏度和反应速度。

主权项

基于微通道板三维结构的高灵敏度气体传感器的制备方法，其特征在于：其制作步骤为：(1)在玻璃材料上制作获得微通道板，每个微通道的孔径、深度和侧壁厚为孔径1‑10微米、深度50‑1000微米、侧壁厚度1‑20微米；经过激光切割，获得直径为0.5‑100毫米的圆片；(2)采用溶胶凝胶法，在微通道侧壁上淀积0.5微米的二氧化锡气敏薄膜材料；(3)采用磁控溅射的方法，在微通道板的上下两侧分别淀积0.1‑0.3微米的金属铂电极，在此之前先溅射10‑20纳米的金属钛以增强粘附性；(4)在一定尺寸的Al₂O₃陶瓷圆片基底上进行光刻，定义加热电阻线圈的图形；(5)采用磁控溅射的方法，在Al₂O₃陶瓷圆片基底上淀积0.1‑0.3微米的金属铂，在此之前先溅射10‑20纳米的金属钛以增强粘附性；(6)采用剥离(Lift‑off)工艺，获得金属铂加热电阻线圈的图形；(7)采用等离子增强化学气相淀积法，在表面淀积0.2‑1.0微米的氮化硅；(8)在氮化硅表面进行再一次光刻，定义加热电阻线圈引线电极部分的图形；(9)采用反应离子刻蚀的方法，刻蚀氮化硅，直至露出加热电阻线圈引线电极部分的图形；到此步可获得器件的加热模块；(10)用丝网印刷的方法，在加热模块上淀积导电浆料；(11)在导电浆料上安装检测模块，然后在200℃的环境下烘烤2小时以上；(12)对作为加热模块的Al₂O₃陶瓷圆片进行激光切割，获得方形器件；(13)将该方形器件安装到的管座上，并进行引线键合；(14)盖上网状管帽，气体传感器制作完成。