子,才能使正极131和负极132之间导通，这降低气体传感器的灵敏性；如果L小于I μ m，则正极131和负极132之间容易出现信号串扰。
[0063]参照图8，去除正极131和负极132之间的Au层部分，剩余Au层102位于正极131与绝缘层101之间、位于负极132与绝缘层101之间。
[0064]在具体实施例中，去除正极131和负极132之间的Au层的方法为湿法刻蚀法。在湿法刻蚀过程中，在室温条件下，使用的刻蚀剂为碘-碘化钾溶液，在所述碘-碘化钾溶液中，KI的质量浓度范围为2%?20%，I2的质量浓度范围为1%_10%。
[0065]参照图9，在含硅气体环境中，使用汽-液-固单晶硅生长工艺，在所述正极131和负极132之间的绝缘层102上生长娃纳米线104,所述正极131和所述负极132通过娃纳米线104电连接。
[0066]在具体实施例中，含硅气体为SiH4、SiCl4、Si2H6中的一种或多种。在本实施例中，含娃气体为SiH4气体。
[0067]在具体实施例中，Au的熔点为1064.4°C。但当Au处于硅烷气体环境中，硅烷气体的流量范围为:并设置最低温度为363°C，但不大于等于Au的熔点，暴露的Au层表面与硅烷接触会熔化呈颗粒状，而正极131下和负极132下的Au层受保护而不会与硅烷气体接触。这时，娃烧分子中的娃原子与氢原子之间的化学键断开，氢原子结合成氢气被排出，娃原子就可以穿过Au颗粒表面聚集结合生单晶硅，单晶硅持续生长形成硅纳米线104。
[0068]需要说明的是，在硅纳米线104生长过程中，正极131和负极132不会发生形态改变，也就是汽-液-固单晶硅生长过程的温度不能大于等于导电层材料的温度，这可以通过选择合适的导电层材料或设置合适的汽-液-固单晶硅生长过程的温度来实现。
[0069]在本实施例中，在汽-液-固单晶硅生长工艺中，正极131下的Au层朝向负极132的侧面处于熔融状态，硅烷气体中的硅原子会穿过该侧面后结合，并主要朝向负极方向生长；同理，负极132下的Au层朝向正极131的侧面处于熔融状态，硅烷气体中的硅原子穿过该侧面后结合，并主要朝向正极131方向生长形成，之后两相对生长的单晶硅接触并结合在一起。也就是，硅纳米线104主要沿平行于绝缘层101上表面方向生长(简称横向生长)，并将正极131和负极132电连接。在现有技术中，硅原子主要沿垂直于S12层上表面方向(简称纵向)生长，相邻两第一梳状件和第二梳状件之间通过硅纳米线表面的丝结合，丝的表面积较小。与现有技术相比，本实施例中的硅纳米线104为横向生长，正极131与负极132通过硅纳米线104表面紧密连接，而且硅纳米线104的表面积很大，可以吸附更多的带电离子，更有助于正极131和负极132之间的导通，提升气体传感器的灵敏性，气体传感器的性能较佳。
[0070]而且，硅纳米线104在横向生长的同时，也在硅纳米线104表面沿背向硅纳米线表面方向生长形成丝。这样，该硅纳米线104上表面并不是平坦的。该丝进一步增大了硅纳米线104表面积，硅纳米线104可吸附更多带电离子。
[0071]在具体实施例中，基底100可以具有高掺杂，使其具有导电性，该基底100作为背栅。在实践中，将背栅与电源连接，背栅与绝缘层接触的表面会聚集第一电荷，该第一电荷形成的电场会吸引外界气体中与第一电荷极性相反的第二电荷在硅纳米线104上吸附，这更显著地增强硅纳米线104吸附电荷的能力，极大提升了气体传感器的灵敏性。
[0072]本发明还提供一种气体传感器。
[0073]参照图9，本实施例的气体传感器包括:
[0074]基底100 ；
[0075]位于所述基底100上的绝缘层101 ;
[0076]位于所述基底100上的正极131和负极132 ；
[0077]位于所述正极131与绝缘层101之间、位于所述负极132与绝缘层101之间的Au层 102 ；
[0078]位于所述正极131与负极132之间的绝缘层101上的硅纳米线104，所述正极131和负极132通过娃纳米线104电连接。
[0079]在具体实施例中，正极131和负极132之间的距离L为Ιμπι?50μπι。
[0080]在具体实施例中，基底100为掺杂硅基底，掺杂硅导电。
[0081]在具体实施例中，导电层的材料为金属或掺杂多晶硅。其中金属可以是Ti或Ta。
[0082]在具体实施例中，所述Au层102的厚度范围为小于10nm。
[0083]在具体实施例中，本实施例的气体传感器可作为晶体管使用。其中基底100作为背栅，正极131作为源极，负极132作为漏极，在硅纳米线104中形成掺杂作为沟道。当在源极与漏极之间施加电压，源极与漏极之间通过掺杂的硅纳米线104导通，该晶体管即时导通；在背栅与源极之间施加栅电压，栅电压控制背栅吸引电荷在硅纳米线104中聚集，电荷在硅纳米线104中聚集，起到调节源极、漏极之间电流的作用。
[0084]虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【主权项】
1.一种气体传感器的形成方法，其特征在于，包括: 提供基底； 在所述基底上形成绝缘层； 在所述绝缘层上形成Au层，在所述Au层上形成导电层； 对所述导电层进行图形化形成正极、负极； 去除所述正极和负极之间的Au层； 在含硅气体环境中，使用汽-液-固单晶硅生长工艺，在所述正极和负极之间的绝缘层上生长硅纳米线，所述正极和所述负极通过硅纳米线电连接。
2.如权利要求1所述的气体传感器的形成方法，其特征在于，所述正极与负极之间的距离范围为I μ m?50 μ m。
3.如权利要求1所述的气体传感器的形成方法，其特征在于，所述基底为掺杂硅基底。
4.如权利要求1所述的气体传感器的形成方法，其特征在于，所述导电层的材料为金属或掺杂多晶硅。
5.如权利要求4所述的气体传感器的形成方法，其特征在于，所述金属为Ti或Ta。
6.如权利要求5所述的气体传感器的形成方法，其特征在于，对所述导电层进行图形化形成正极、负极的方法包括: 在所述导电层上形成图形化的掩模层，所述图形化的掩模层定义正极或负极的位置； 以所述图形化的掩模层为掩模，干法刻蚀导电层形成正极、负极； 去除图形化的掩模层。
7.如权利要求1所述的气体传感器的形成方法，其特征在于，去除所述正极和负极之间的Au层的方法为湿法刻蚀法。
8.如权利要求7所述的气体传感器的形成方法，其特征在于，所述湿法刻蚀法过程，使用的刻蚀剂为碘-碘化钾溶液，在所述碘-碘化钾溶液中，碘-碘化钾溶液中，KI的质量浓度范围为2%?20%，I2的质量浓度范围为1%?10%。
9.如权利要求1所述的气体传感器的形成方法，其特征在于，所述Au层的厚度范围小于 1nm0
10.如权利要求1所述的气体传感器的形成方法，其特征在于，所述含硅气体为SiH4、SiCl4, Si2H6中的一种或多种。
11.如权利要求1所述的气体传感器的形成方法，其特征在于，在所述汽-液-固单晶硅生长过程，温度范围大于等于363°C小于Au的熔点。
12.—种气体传感器，其特征在于，包括: 基底； 位于所述基底上的绝缘层； 位于所述基底上的正极和负极； 位于所述正极与绝缘层之间、位于所述负极与绝缘层之间的Au层； 位于所述正极与负极之间的绝缘层上的硅纳米线，所述正极和负极通过硅纳米线电连接。
13.如权利要求12所述的气体传感器，其特征在于，所述正极与负极之间的距离范围为 I μ m ?50 μ m0
14.如权利要求12所述的气体传感器，其特征在于，所述基底为掺杂硅基底。
15.如权利要求12所述的气体传感器,其特征在于,所述导电层的材料为金属或掺杂多晶娃。
16.如权利要求15所述的气体传感器，其特征在于，所述金属为Ti或Ta。
17.如权利要求12所述的气体传感器，其特征在于，所述Au层的厚度范围为小于1nm0
18.如权利要求12?17任一项所述的气体传感器,其特征在于,所述气体传感器作为晶体管； 所述基底作为背栅，所述正极作为源极，所述负极作为漏极。
【专利摘要】一种气体传感器及其形成方法，其中气体传感器的形成方法包括：提供基底；在所述基底上形成绝缘层；在所述绝缘层上形成Au层，在所述Au层上形成导电层；对所述导电层进行图形化形成正极、负极；去除所述正极和负极之间的Au层；在含硅气体环境中，使用汽-液-固单晶硅生长工艺，在所述正极和负极之间的绝缘层上生长硅纳米线，所述正极和所述负极通过硅纳米线电连接。本技术方案的硅纳米线沿平行于绝缘层上表面方向生长，硅纳米线具有很大的表面积，可以吸附更多的带电离子，更有助于正极和负极之间的导通，提升气体传感器的灵敏性，气体传感器的性能较佳。
【IPC分类】G01N27-00, B82Y15-00
【公开号】CN104614401
【申请号】CN201310541714
【发明人】倪梁, 伏广才, 汪新学
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2013年11月5日