一種鈀金合金氫氣傳感器芯體的制造方法
【專利摘要】一種鈀金合金氫氣傳感器芯體的制造方法，屬于傳感器技術(shù)及制造領(lǐng)域，本發(fā)明為解決現(xiàn)有傳感器芯體穩(wěn)定性不高，并且成本高的問題。本發(fā)明的具體過程為：依次用丙酮溶液、酒精和HF溶液清洗硅片，然后甩干；利用干法濕法混合氧化，在硅片表面形成第一二氧化硅層和第二二氧化硅層；利用化學(xué)氣相沉積在第一二氧化硅層的表面形成氮化硅層；利用濺射在氮化硅層表面形成鈀鎂合金薄膜；利用濺射在氮化硅層的表面形成測溫電阻和加熱電阻；在背面利用腐蝕形成背面腐蝕槽。本發(fā)明用于氫氣傳感器的生產(chǎn)和使用中。
【專利說明】一種鈀金合金氫氣傳感器芯體的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于傳感器技術(shù)及制造領(lǐng)域，具體涉及一種鈀金合金氫氣傳感器芯體的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氫氣傳感器芯體是氫氣傳感器的核心組件，主要用來檢測氫氣濃度，在石油化工生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域具有重要作用。常用的氫氣傳感器芯體有金屬氧化物半導(dǎo)體型、催化燃燒型、電化學(xué)型和光學(xué)型，這些類型傳感器芯體由于穩(wěn)定性或者成本過高限制了使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有傳感器芯體穩(wěn)定性不高，并且成本高的問題，提供了一種IE金合金氫氣傳感器芯體的制造方法。
[0004]本發(fā)明所述一種鈀金合金氫氣傳感器芯體的制造方法，該方法的具體過程為:
[0005]步驟一、用丙酮溶液清洗娃片；
[0006]步驟二、用酒精清洗硅片；
[0007]步驟三、用HF溶液清洗硅片，然后把硅片甩干；
[0008]步驟四、將步驟三甩干后的硅片利用干法濕法混合氧化，形成第一二氧化硅層和
第二二氧化硅層；
[0009]步驟五、利用化學(xué)氣相沉積在步驟四形成的第一二氧化硅層的表面形成氮化硅層；
[0010]步驟六、利用濺射在步驟五形成的氮化硅層的表面形成鉻過渡層，然后在鉻過渡層上利用濺射形成鈀鎂合金薄膜；
[0011]步驟七、利用濺射在步驟五形成的氮化硅層的表面形成測溫電阻和加熱電阻；
[0012]步驟八、在背面利用腐蝕形成背面腐蝕槽。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明所述的一種鈕金合金氫氣傳感器芯體的制造方法，在娃片上制造合金氫敏電阻，利用氫氣擴(kuò)散到金屬表面以及內(nèi)部而引起電阻變化達(dá)到檢測氫氣的目的。
[0014]本發(fā)明利用半導(dǎo)體和微加工工藝制造一種鈀基合金氫氣傳感器，用以檢測低濃度氫氣，采用鈀鎂作為敏感層，具有很好的選擇性，鈀鎂合金層厚度為200-500nm，增加鉻過渡層，厚度為40-50nm，提高傳感器穩(wěn)定性，增加加熱電阻和測溫電阻，提高傳感器的溫度適應(yīng)性，加熱電阻阻值為5 Ω -12 Ω，測溫電阻為20 Ω -50 Ω。
[0015]本發(fā)明采用半導(dǎo)體工藝和微加工工藝制造的鈀基合金氫氣傳感器芯體的檢測限低，并且可以實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，因而具有廣闊前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明所述鈀金合金氫氣傳感器的剖面圖；[0017]圖2是本發(fā)明所述鈀金合金氫氣傳感器的軸測圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]【具體實(shí)施方式】一:下面結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種鈀金合金氫氣傳感器芯體的制造方法，該方法的具體過程為:
[0019]步驟一、用丙酮溶液清洗娃片4 ；
[0020]步驟二、用酒精清洗硅片4 ；
[0021]步驟三、用HF溶液清洗硅片4，然后把硅片甩干；
[0022]步驟四、將步驟三甩干后的硅片4利用干法濕法混合氧化，形成第一二氧化硅層3和第二二氧化硅層5 ；
[0023]步驟五、利用化學(xué)氣相沉積在步驟四形成的第一二氧化硅層3的表面形成氮化硅層2;
[0024]步驟六、利用濺射在步驟五形成的氮化硅層2的表面形成鉻過渡層，然后在鉻過渡層上利用濺射形成鈀鎂合金薄膜7 ；
[0025]步驟七、利用濺射在步驟五形成的氮化硅層2的表面形成測溫電阻I和加熱電阻6 ；
[0026]步驟八、在背面利用腐蝕形成背面腐蝕槽8。
[0027]本實(shí)施方式中，硅片4即為半導(dǎo)體層，氮化硅層2作為隔離層，鈀鎂合金薄膜7作為敏感結(jié)構(gòu)，測溫電阻I和加熱電阻6是經(jīng)濺射、光刻和刻蝕形成的鉬圖形，在對氫氣敏感時，對傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
[0028]【具體實(shí)施方式】二:下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對實(shí)施方式一作進(jìn)一步說明，在步驟六所述利用濺射在氮化硅層2的表面形成鈀鎂合金薄膜7之前，首先利用濺射在氮化硅層2的表面形成鉻過渡層，鉻過渡層的厚度為40nm-50nm。
[0029]本實(shí)施方式中，濺射形成鉻過渡層是為了增強(qiáng)粘附力。
[0030]【具體實(shí)施方式】三:下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對實(shí)施方式一作進(jìn)一步說明，所述第一二氧化娃層3和第二二氧化娃層5的厚度相同,均處于200nm-300nm之間。
[0031]【具體實(shí)施方式】四:下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對實(shí)施方式一作進(jìn)一步說明，所述氮化娃層2的厚度為200nm-400nm。
[0032]【具體實(shí)施方式】五:下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對實(shí)施方式一作進(jìn)一步說明，所述鈀鎂合金薄膜7的厚度為200nm-500nm。
[0033]【具體實(shí)施方式】六:下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對實(shí)施方式一作進(jìn)一步說明，所述鈀鎂合金薄膜?的厚度為500nm，鈀鎂合金的原子比例為1:9到3:7之間。
[0034]【具體實(shí)施方式】七:下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對實(shí)施方式一作進(jìn)一步說明，所述測溫電阻I為20 Ω -50 Ω，加熱電阻6為5 Ω -12 Ω。
【權(quán)利要求】
1.一種鈀金合金氫氣傳感器芯體的制造方法，其特征在于，該方法的具體過程為: 步驟一、用丙酮溶液清洗硅片(4)； 步驟二、用酒精清洗硅片(4); 步驟三、用HF溶液清洗硅片(4)，然后把硅片甩干； 步驟四、將步驟三甩干后的硅片(4)利用干法濕法混合氧化，形成第一二氧化硅層(3)和第二二氧化硅層(5)； 步驟五、利用化學(xué)氣相沉積在步驟四形成的第一二氧化硅層(3)的表面形成氮化硅層(2)； 步驟六、利用濺射在步驟五形成的氮化硅層(2)的表面形成鉻過渡層，然后在鉻過渡層上利用濺射形成鈀鎂合金薄膜(7)； 步驟七、利用濺射在步驟五形成的氮化硅層(2)的表面形成測溫電阻(I)和加熱電阻(6)； 步驟八、在背面利用腐蝕形成背面腐蝕槽(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鈀金合金氫氣傳感器芯體的制造方法，其特征在于，在步驟六所述利用濺射在氮化硅層(2)的表面形成鈀鎂合金薄膜(7)之前，首先利用濺射在氮化硅層(2)的表面形成鉻過渡層，鉻過渡層的厚度為40nm-50nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鈀金合金氫氣傳感器芯體的制造方法，其特征在于，所述第一二氧化娃層(3)和第二二氧化娃層(5)的厚度相同,均處于200nm-300nm之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鈀金合金氫氣傳感器芯體的制造方法，其特征在于，所述氮化娃層(2)的厚度為200nm-400nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鈀金合金氫氣傳感器芯體的制造方法，其特征在于，所述鈀鎂合金薄膜(7)的厚度為200nm-500nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鈕金合金氫氣傳感器芯體的制造方法，其特征在于，所述鈀鎂合金薄膜(7)的厚度為500nm，鈀鎂合金的原子比例為1:9到3:7之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鈀金合金氫氣傳感器芯體的制造方法，其特征在于，所述測溫電阻(I)為20Ω-50Ω，加熱電阻(6)為5Ω-12Ω。
【文檔編號】G01N27/04GK103760195SQ201410050239
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月13日
【發(fā)明者】金鵬飛, 孫延玉, 赫偉東, 任先武, 祁欣, 文吉延, 劉洋, 苑文龍, 周明軍, 張洪泉 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第四十九研究所