介紹金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器中檢測(cè)層制備的一些具體實(shí)施例:
[0059]實(shí)施例一
[0060]用磁控濺射法制備氧化鎳體電阻層作為第一薄膜層，控制鍍膜時(shí)間和鍍膜功率，使得氧化鎳體電阻層的厚度為600nm，得到的氧化鎳體電阻層的截面電鏡圖如圖5所示，表面電鏡圖如圖6所示；隨后用化學(xué)水浴沉積法制備氧化鎳納米墻作為第二薄膜層，控制鍍膜時(shí)間，使得納米墻的厚度為I μ m，制得檢測(cè)層為雙層結(jié)構(gòu)的甲醛氣體傳感器。本實(shí)施例中的甲醛氣體傳感器對(duì)甲醛氣體表現(xiàn)出良好的氣敏特性，具體相應(yīng)特性圖如圖7所示。
[0061]實(shí)施例二
[0062]用磁控濺射法制備氧化鎳體電阻層作為第一薄膜層，控制鍍膜時(shí)間和鍍膜功率，使得氧化鎳體電阻層的厚度為350nm ;隨后用化學(xué)水浴沉積法制備氧化鎳納米墻作為第二薄膜層，控制水浴沉積時(shí)間，使得納米墻的厚度為1.5 μπι，制得檢測(cè)層為雙層結(jié)構(gòu)的甲醛氣體傳感器，其中，檢測(cè)層的截面電鏡圖如圖8所示，表面電鏡圖如圖9所示。從圖8和圖9對(duì)比可以看出，位于表層的第二薄膜層相對(duì)于第一薄膜層明顯具有更大的比表面積。
[0063]實(shí)施例三
[0064]用激光脈沖沉積法制備氧化鎳體電阻層作為第一薄膜層，控制鍍膜時(shí)間和激光功率，使得氧化鎳體電阻層的厚度為I ym;隨后用靜電紡絲法制備氧化鎳納米線作為第二薄膜層，控制紡絲時(shí)間，使得納米線的厚度為50 μπι，制得檢測(cè)層為雙層結(jié)構(gòu)的甲醛氣體傳感器。作為與實(shí)施例二的對(duì)比，在沒(méi)有設(shè)置氧化鎳納米線敏感層時(shí)的氣體傳感器在甲醛氣體中的響應(yīng)如圖10所示，僅在高濃度的甲醛氣體下有微弱響應(yīng)。
[0065]實(shí)施例四
[0066]用激光脈沖沉積法制備二氧化錫體電阻層作為第一薄膜層，控制鍍膜時(shí)間和激光功率，使得二氧化錫體電阻層的厚度為100 μπι ;隨后用水熱法制備氧化鎳納米球作為第二薄膜層，控制水熱反應(yīng)時(shí)間，使得納米球的厚度為lOOnm，制得檢測(cè)層為雙層結(jié)構(gòu)的甲烷氣體傳感器。
[0067]實(shí)施例五
[0068]用電子束蒸鍍法制備二氧化錫體電阻層作為第一薄膜層，控制鍍膜時(shí)間和鍍膜功率，使得二氧化錫體電阻層的厚度為20 μπι;隨后用水熱法制備二氧化錫納米棒作為第二薄膜層，控制水熱反應(yīng)時(shí)間，使得納米棒的厚度為500nm，制得檢測(cè)層為雙層結(jié)構(gòu)的一氧化碳?xì)怏w傳感器。
[0069]實(shí)施例六
[0070]用熱蒸鍍法制備氧化銅體電阻層作為第一薄膜層，控制鍍膜時(shí)間，使得氧化銅體電阻層的厚度為5 μπι ;隨后用溶膠-凝膠法旋涂一層2nm的氧化鋅晶種層并用水熱法制備氧化鋅納米柱作為第二薄膜層，控制水熱反應(yīng)時(shí)間，使得納米柱的厚度為I μπι，制得檢測(cè)層為雙層結(jié)構(gòu)的硫化氫氣體傳感器。
[0071]實(shí)施例七
[0072]用分子束外延法制備氧化鎵體電阻層作為第一薄膜層，控制鍍膜時(shí)間，使得氧化鎵體電阻層的厚度為I μπι ;隨后用溶膠-凝膠法制備二氧化鈦納米球作為第二薄膜層，控制反應(yīng)時(shí)間，使得納米球的厚度為lOOnm，制得檢測(cè)層為雙層結(jié)構(gòu)的氧氣氣體傳感器。
[0073]實(shí)施例八
[0074]用激光脈沖沉積法制備氧化鎳體電阻層作為第一薄膜層，控制鍍膜時(shí)間和激光功率，使得氧化鎳體電阻層的厚度為50 μπι;隨后用模板法制備氧化銦納米柱作為第二薄膜層，控制反應(yīng)時(shí)間，使得納米柱的厚度為100 μm，制得檢測(cè)層為雙層結(jié)構(gòu)的二氧化氮?dú)怏w傳感器。
[0075]通過(guò)以上的各實(shí)施例可以看出，通過(guò)對(duì)第一薄膜層和第二薄膜層的材質(zhì)選擇，可以制得用于檢測(cè)多種不同目標(biāo)氣體的氣體傳感器，并且，通過(guò)對(duì)第一薄膜層和第二薄膜層制備工藝的選擇，可以控制第一薄膜層和第二薄膜層的生長(zhǎng)厚度、以及第二薄膜層的具體納米結(jié)構(gòu)，進(jìn)而可以針對(duì)不同種類的氣體傳感器針對(duì)性地選擇合適的工藝方法，以獲取較佳的檢測(cè)層結(jié)構(gòu)。
[0076]本實(shí)用新型通過(guò)上述實(shí)施方式，具有以下有益效果:本實(shí)用新型提供的金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器，通過(guò)將檢測(cè)層設(shè)置為包括不同比表面積的第一薄膜層和第二薄膜層，比表面積較小的第一薄膜層作為體電阻層以穩(wěn)定體電阻，防止檢測(cè)層的體電阻發(fā)生漂移，比表面積較大的第二薄膜層作為氣體敏感層以檢測(cè)目標(biāo)氣體，提高了半導(dǎo)體氣體傳感器的使用壽命，且保證了較高的檢測(cè)精度。
[0077]應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
[0078]上文所列出的一系列的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是針對(duì)本實(shí)用新型的可行性實(shí)施方式的具體說(shuō)明，它們并非用以限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡未脫離本實(shí)用新型技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器，其特征在于，包括: 基底； 加熱層；設(shè)置于所述基底上； 功能層，設(shè)置于所述基底上且與所述加熱層絕緣，所述功能層包括彼此電性連接的信號(hào)電極和檢測(cè)層；其中， 所述檢測(cè)層包括依次形成于所述基底上的第一薄膜層和第二薄膜層，所述第一薄膜層的比表面積小于第二薄膜層的比表面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器，其特征在于，所述加熱層和所述功能層設(shè)置于所述基底同側(cè)的表面，且所述加熱層環(huán)繞所述功能層設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器，其特征在于，所述加熱層和所述功能層設(shè)置于所述基底同側(cè)的表面，且所述加熱層和所述功能層之間設(shè)置有絕緣層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器，其特征在于，所述加熱層和所述功能層設(shè)置于所述基底兩相對(duì)側(cè)的表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之任意一項(xiàng)所述的金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器，其特征在于，所述第一薄膜層的厚度為50nm~100 μπι。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4之任意一項(xiàng)所述的金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器，其特征在于，所述第二薄膜層的厚度為lnm~100ym。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4之任意一項(xiàng)所述的金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器，其特征在于，所述第一薄膜層和第二薄膜層由同種材料或同種類型的半導(dǎo)體材料制得。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器，其特征在于，所述第一薄膜層和第二薄膜層的材質(zhì)可以選自N型金屬氧化物半導(dǎo)體、或P型金屬氧化物半導(dǎo)體、或P、N雙性金屬氧化物半導(dǎo)體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器，其特征在于，所述N型金屬氧化物半導(dǎo)體包括 MgO, CaO, Ti02、ZrO2, V205、Nb2O5' Ta2O5, Mo03、W03、ZnO, Al2O3' Ga203、Ιη203、SnO2;所述 P 型金屬氧化物半導(dǎo)體包括 Y 203、La203、Ce02、Mn203、Co3O4, N1、PdO、Ag2O, Bi2O3,Sb2O3, TeO2;所述P、N雙性金屬氧化物半導(dǎo)體包括HfO 2、Cr203、Fe203、CuOo
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4之任意一項(xiàng)所述的金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器，其特征在于，所述第二薄膜層的納米結(jié)構(gòu)包括納米線、納米棒、納米球、納米片、納米塊、納米墻、納米柱中的至少一種。
【專利摘要】本實(shí)用新型揭示了一種金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器，該半導(dǎo)體氣體傳感器包括：基底；加熱層；設(shè)置于基底上；功能層，設(shè)置于基底上且與加熱層絕緣，功能層包括彼此電性連接的信號(hào)電極和檢測(cè)層；其中，檢測(cè)層包括依次形成于基底上的第一薄膜層和第二薄膜層，第一薄膜層的比表面積小于第二薄膜層的比表面積。本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體氣體傳感器通過(guò)將檢測(cè)層設(shè)置為包括不同比表面積的第一薄膜層和第二薄膜層，比表面積較小的第一薄膜層作為體電阻層以穩(wěn)定體電阻，防止檢測(cè)層的體電阻發(fā)生漂移，比表面積較大的第二薄膜層作為氣體敏感層以檢測(cè)目標(biāo)氣體，提高了半導(dǎo)體氣體傳感器的使用壽命，且保證了較高的檢測(cè)精度。
【IPC分類】G01N27-00
【公開號(hào)】CN204389426
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520055141
【發(fā)明人】張克棟, 顧唯兵, 王玲, 崔錚
【申請(qǐng)人】蘇州納格光電科技有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年1月26日