一种可集成的密集纳米颗粒单层膜氢气传感器的制备方法

摘要

一种可集成的密集纳米颗粒单层膜氢气传感器制备方法。其制备步骤为：首先，利用光刻方法在表面长有SiO₂的硅片上得到梳状电极；然后，在制备好的电极上沉积钯纳米粒子，形成传感器单元；最后，将一系列具有不同的初始电导值的传感器单元并联起来构成氢气传感器。这种传感器具有快的响应速度和高的灵敏度，并且本发明的全部制备步骤可包含于标准的微电子器件制作流程中，用于实现传感单元与电子测量单元和数据处理单元的片上集成，获得微纳传感器件。也可以与微机械单元的制作步骤相衔接，用于微机电器件的制备中。

主权项

1. 一种可集成的密集纳米颗粒单层膜氢气传感器的制备方法，其制备步骤如下：2)在高纯硅片(11)表面通过热氧化生长一层SiO2绝缘层(12)，将此带有绝缘层的硅片作为基片；2)通过光阻剥落法工艺在上述基片上制备梳状电极对(1)、(2)；3)将制备好带梳状电极的基片(13)固定于真空沉积室(16)的衬底座(15)上，在梳状电极上焊接导线(10)并引出到真空沉积室(16)外，与电导测量仪器(14)的电极相连接；4)将真空沉积室(16)连接到纳米粒子源(19)上并高真空泵抽真空到10-5Pa以上真空度；钯纳米粒子(18)通过惰性气体氩气(17)聚集法团簇源产生，团簇源与真空沉积室(16)之间通过小孔(20)连通构成差分真空，工作时团簇源内充入100-1000Pa的氩气(17)，真空沉积室(16)保持10-2Pa以上的真空度，团簇源内产生的钯纳米粒子(18)通过小孔(20)喷出到真空沉积室(16)并沉积到制备有梳状电极(13)的基片上；5)在梳状电极(13)间沉积钯纳米粒子(18)的同时，通过电导测量仪器(14)实时测量沉积过程中梳状电极之间的电导变化，监控在梳状电极之间形成的近距邻接钯纳米粒子链(23)；6)在电导随时间发生显著变化的沉积阶段t1-t2之间停止钯纳米粒子(18)的沉积，得到具有相应的初始电导的氢气传感器单元(24)；7)按步骤1)-6)的方法在t1-t2之间选择2-5个不同的沉积时间，制备2-5个具有不同初始电导的氢气传感器单元(24)，将这些氢气传感器单元对应的两极并联就得到了本发明的氢气传感器(25)。