一种基于定向介电泳组装结构的紫外光强传感器制造方法

摘要

一种基于定向介电泳组装结构的紫外光强传感器制造方法，先利用湿法腐蚀技术在<100>底面的硅基底上制造出沿<110>晶向排列的V型槽阵列结构，再在该V型槽结构之上利用剥离工艺制造出与槽定向相一致的三维金微电极对结构，接着通过对由氧化锌纳米粒子悬浮液所覆盖的三维微电极对之间施加高频交流电场，使氧化锌纳米粒子在基底V型槽底部所诱导的局域场增强效应的导向作用下，进行介电泳自组装，最终形成沿V型槽基底高度定向排列的氧化锌纳米粒子线结构，这种介电泳组装出的氧化锌纳米粒子线结构拥有优良的多孔性以及高度的定向排列特点，使得载流子能够快速的沿纳米粒子线方向迁移，可以用于具有高灵敏度与快响应速度的紫外光强传感器的开发与制造。

主权项

一种基于定向介电泳组装结构的紫外光强传感器制造方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，制造拥有微米尺度的V型槽阵列结构的硅基底，使用厚度为400微米到1毫米的硅片，且其表面为<100>晶面，并且按照<110>晶向将硅片切成两个以上的小片；对切好的小片执行标准的<100>晶面硅片V型槽的湿法腐蚀工艺，在硅片表面加工出了沿<110>方向排列的具有微米尺度的V型槽阵列结构,其槽宽为2微米到5微米，深度为1.4微米到3.5微米，相邻槽的间隔为10微米到20微米；第二步，实现电绝缘，将第一步制造的表面带有V型槽阵列的硅片做表面热氧层处理，使在硅片V型槽的表面均匀的生长一层150纳米到300纳米厚度的SiO2绝缘层，然后在SiO2绝缘层表面做亲水性的表面处理；第三步，制造与V型槽排列方向平行的三维微电极阵列，在复型了硅基底V型槽阵列结构的SiO2绝缘层上，使用光刻对准工艺来定域的紫外降解出所需要的微米尺度的电极图案，接着采用磁控溅射工艺在已经图案化的光刻胶上沉积一层厚度为50纳米到150纳米的金，然后使用剥离工艺将金层图案化并且去除光刻胶，以形成与V型槽定向相一致的三维微电极对结构；第四步，氧化锌纳米粒子介电泳组装，把基底带有V型槽阵列结构的微电极对系统浸入氧化锌纳米粒子胶体悬浮液中，对三维微电极对施加频率为50KHz—500KHz的交流电势信号；在局域场增强效应的 影响下，能够实现氧化锌纳米粒子在微电极系统中沿着V型槽底部高度定向排列的一维纳米链结构的组装，其优良的多孔性以及高度定向的排列提高紫外光光强度传感器的灵敏度与响应速度。