专利名称：一种制作声表面波传感器二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜的方法
技术领域：
本发明涉及声表面波气体传感器技术领域，特别涉及一种通过电子束蒸发二氧化钛(TiO2)与酞菁铜(CuPc)混合材料制作声表面波传感器二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜的方法。
背景技术：
从80年代开始，声表面波(SAW)气体传感器的研制工作逐渐兴起，目前可以检测H2S, NO2, SO2, NH3等多种气体，运用声表面波技术研制成的传感器可以直接输出数字信号，因而具有得天独厚的优越性。SAW气体传感器与其他类型的传感器相比有很多优良的特性，具有体积小、重量轻、精度高、分辨率高、抗干扰能力强、灵敏度高、有效检测范围线性好等 众多特点。SAff气体传感器的基本工作原理是通过SAW气体传感器表面所覆盖的敏感膜对待侧气体的吸附引起SAW传感器电导率和质量的变化，从而引起SAW振荡器的振荡频率的改变，以此来实现对气体的监控和测量。因此要想制作出高灵敏度和质量的声表面波传感器器件，其中敏感膜的设计与制作部分特别的关键。随着社会经济技术和人们生活水平的不断提高，人们对生活环境的污染越来越重视，工业生产和矿物质的燃烧往往产生大量的S02、NO2等有毒有害的气体，现场实时监测的大气污染物的体积分数往往低至10_6甚至10_9的水平，这就要求监测污染气体的传感器要有足够的灵敏度和选择性。在声表面波传感器领域酞菁材料主要的用于检测NO2,单独的CuPc作为敏感薄膜材料制作出的SAW器件选择性低，工作温度高，适用价值不高。选择特性和高温不仅影响传感器测量的稳定效果，而且会带来额外的功率损耗等问题，所以能够制作出在常温下快速，灵敏的检测低浓度的气体传感器显得特别的重要，这也给膜的制作提出了更高的要求。因为CuPc作为几种常见的检测NO2气体传感器中的敏感膜材料，在高温下对低浓度的NO2气体响应比较大，灵敏度较高。TiO2是一种弱η型金属氧化物半导体，作为气敏传感器有着更高的反应灵敏度、以及更快的响应时间，已有比较广泛的应用。将CuPc掺杂TiO2通过聚合制作出的敏感膜能够使得纯的CuPc对NO2气体有着更大的响应，以期望在常温下做到对低浓度NO2气体进行高质量、灵敏和精确的检测。
发明内容
(一 )要解决的技术问题有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种制作声表面波传感器二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜的方法，以实现在常温下对低浓度NO2气体进行高质量、灵敏和精确的检测。( 二)技术方案为达到上述目的，本发明提供了一种制作声表面波传感器二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜的方法，该方法是由TiO2掺杂CuPc作为敏感材料，通过混合和压制形成TiO2与CuPc混合材料，电子束蒸发该TiO2与CuPc混合材料,并剥离光刻胶形成二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜。上述方案中，所述通过混合和压制形成TiO2与CuPc混合材料，包括将质量比I : I的TiO2与CuPc在常温下进行混合，制作TiO2与CuPc混合材料；以及用机器将TiO2与CuPc混合材料压制成型。上述方案中，所述电子束蒸发该TiO2与CuPc混合材料，并剥离光刻胶形成二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜，包括在基片上涂光刻胶；在光刻胶上电子束蒸发压制好的TiO2与CuPc混合材料,将块状TiO2与CuPc混合材料当作电子束蒸发的祀材进行蒸发；以及将基片泡在化学试剂中使得光刻胶溶解，从而剥离光刻胶，形成二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜。(三)有益效果
本发明提供的这种制作声表面波传感器二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜的方法，是在声表面波气体传感器的制造过程中，在双延迟线型振荡器的一条延迟线上通过电子束蒸发TiO2与CuPc的混合材料制作声表面波传感器二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜。本发明通过将TiO2加入CuPc中制作聚合敏感膜，使得常温下使用酞菁材料去检测NO2气体变为可能，而且具有该二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜的传感器与单纯CuPc敏感膜的传感器相比，检测低浓度NO2气体时在选择性、灵敏度和检测质量均有大幅的提高。
图I为本发明制作声表面波传感器二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜的方法流程图；图2为本发明制作声表面波传感器二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜的工艺流程图；图2中1为压电基体(压电单晶或薄膜)，2为叉指换能器IDT (Au或Pt)，3为传播路径上的金属薄膜(Au或Pt等)，4为光刻胶，5为敏感膜。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。本发明提供的这种制作声表面波传感器二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜的方法，是在声表面波气体传感器的制造过程中，在双延迟线型振荡器的一条延迟线上通过电子束蒸发TiO2与CuPc的混合材料制作声表面波传感器二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜。该二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜是由Ti02掺杂CuPc作为敏感材料，并通过混合、压制、电子束蒸发和剥离光刻胶而形成。如图I所示，图I为本发明制作声表面波传感器二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜的方法流程图。该方法是由TiO2掺杂CuPc作为敏感材料，通过混合和压制形成TiO2与CuPc混合材料，电子束蒸发该TiO2与CuPc混合材料，并剥离光刻胶形成二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜。。本发明制作声表面波传感器二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜的具体工艺如图2所示，包括步骤I :将I克左右质量比I : I的TiO2与CuPc在常温下进行混合，制作TiO2与CuPc的混合材料；步骤2 :用机器将TiO2与CuPc的混合材料压制成型；步骤3 :在基片上涂光刻胶；步骤4 :在光刻胶上电子束蒸发压制好的TiO2与CuPc混合材料，将块状TiO2与CuPc混合材料当作电子束蒸发的靶材进行蒸发。步骤5 :将基片泡在化学试剂中使得光刻胶溶解，从而剥离光刻胶，形成二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜。本发明是在双延迟线型振荡器的一条延迟线上通过电子束蒸发TiO2与CuPc的混合材料，并剥离光刻胶而形成二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜，作为制作检测NO2气体的声表面波气体传感器敏感膜。
实施例一种制作声表面波传感器二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜的方法，该方法包括将I克左右质量比I : I的TiO2与CuPc在常温下进行混合，制作TiO2与CuPc的混合材料，然后用机器将TiO2与CuPc的混合材料压制成型，将压制成型的混合材料经过电子束蒸发沉积大约50nm至200nm左右的薄膜，再在丙酮或乙醇溶液剥离光刻胶，常温下真空烘干后即可形成二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.ー种制作声表面波传感器ニ氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜的方法，其特征在于，该方法是由TiO2掺杂CuPc作为敏感材料，通过混合和压制形成TiO2与CuPc混合材料，电子束蒸发该TiO2与CuPc混合材料，并剥离光刻胶形成ニ氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜。
2.根据权利要求I所述的制作声表面波传感器ニ氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜的方法，其特征在于，所述通过混合和压制形成TiO2与CuPc混合材料，包括 将质量比I : I的TiO2与CuPc在常温下进行混合，制作TiO2与CuPc混合材料；以及 用机器将TiO2与CuPc混合材料压制成型。
3.根据权利要求I所述的制作声表面波传感器ニ氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜的方法，其特征在于，所述电子束蒸发该TiO2与CuPc混合材料，并剥离光刻胶形成ニ氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜，包括 在基片上涂光刻胶； 在光刻胶上电子束蒸发压制好的TiO2与CuPc混合材料，将块状TiO2与CuPc混合材料当作电子束蒸发的靶材进行蒸发；以及 将基片泡在化学试剂中使得光刻胶溶解，从而剥离光刻胶，形成ニ氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜。
全文摘要
本发明公开了一种制作声表面波传感器二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜的方法，该方法是由TiO2掺杂CuPc作为敏感材料，通过混合和压制形成TiO2与CuPc混合材料，电子束蒸发该TiO2与CuPc混合材料，并剥离光刻胶形成二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜。本发明通过将TiO2加入CuPc中制作聚合敏感膜，使得常温下使用酞菁材料去检测NO2气体变为可能，而且具有该二氧化钛掺杂酞菁铜敏感膜的传感器与单纯CuPc敏感膜的传感器相比，检测低浓度NO2气体时在选择性、灵敏度和检测质量均有大幅的提高。
文档编号H03H3/08GK102820867SQ201110155259
公开日2012年12月12日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者李冬梅, 汪幸, 刘明, 周文, 侯成诚, 闫学锋, 谢常青 申请人:中国科学院微电子研究所