专利名称：一种制作声表面波气体传感器双层敏感膜的方法
技术领域：
本发明涉及声表面波(SAW)气体传感器器件技术领域，特别涉及ー种制作声表面波气体传感器双层敏感膜的方法。
背景技术：
从80年代开始，SAW气体传感器的研制工作逐渐兴起，目前可以检测H2S、N02、S02、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。声表面波(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。声表面波(SAW)气体传感器的基本工作原理主要是通过SAW器件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測量。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エ业的快速发展,在化工生产、大气环境检测、电カ系统安全检测、石油天然气及矿床勘探等过程中，由于H2S气体的存在，亟待开发出能够检测微量H2S气体的气体传感器，这就要求现场监测污染气体的传感器要有足够的灵敏度和选择性。SnO2作为敏感材料已被广泛应用，但它对多种气体敏感,属于普敏型材料,对H2S气体的选择性差，工作温度高，适用价值不高。选择特性，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。
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ー种制作声表面波气体传感器双层敏感膜的方法，以制作出在常温下快速、灵敏的检测低浓度的气体传感器敏感膜。( ニ )技术方案为达到上述目的，本发明提供了ー种制作声表面波气体传感器双层敏感膜的方法，该方法首先通过电子束蒸发制作三氧化钨(WO3)敏感膜，然后在こ醇溶液中均匀分散ニ氧化锡(SnO2)粉末形成SnO2溶液，再通过滴涂法将该SnO2溶液滴涂在制作的WO3敏感膜上，形成W03/Sn02双层敏感膜。该方法包括步骤I :取固体WO3材料；步骤2 :在固体WO3材料上涂光刻胶；步骤3 :在光刻胶上电子束蒸发WO3敏感膜；步骤4 :剥离光刻胶，常温下真空烘干后形成WO3敏感膜；
步骤5 :分散SnO2粉末形成SnO2溶液；步骤6 :将SnO2溶液滴涂在WO3敏感膜上，形成W03/Sn02双层敏感膜。上述方案中，步骤4中所述剥离光刻胶是在丙酮或こ醇溶液中进行的。上述方案中，步骤5中所述分散SnO2粉末形成SnO2溶液，是将研磨好的SnO2粉末加入こ醇溶液中，并常温下超声振荡I小时以上。上述方案中，步骤6中所述将SnO2溶液滴涂在WO3敏感膜上，是在常温下用微量移液器在WO3敏感膜的延迟线的敏感区域滴涂50 ill的SnO2溶液。上述方案中，在步骤6之后还包括步骤7 :将形成的W03/Sn02双层敏感膜在60°C的真空干燥箱中干燥至少两个小时。 (三)有益效果从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果本发明将分散好的SnO2溶液滴涂在WO3薄膜上，形成的W03/Sn02双层敏感膜，该W03/Sn02双层敏感膜与纯的SnO2或者WO3传感器相比，选择性、灵敏度和检测质量均有一定的提闻。
图I为本发明提供的制作声表面波传感器双层敏感膜的方法流程示意图；其中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WO3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，并參照附图，对本发明进ー步详细说明。SnO2作为敏感材料已被广泛应用，但它对多种气体敏感,属于普敏型材料。WO3传感器可以在较低温度甚至是室温条件下工作，据国内多篇文献报道，在常温下对H2S气体有 着很好的选择性和敏感性，为检测H2S气体中常见的材料，因此本发明通过制作出的WO3/SnO2敏感膜对H2S气体有着更大的响应，更好的选择性，以期望在常温下做到对低浓度H2S气体进行高质量、灵敏和精确的检测。本发明提供的这种制作声表面波气体传感器双层敏感膜的方法，首先通过电子束蒸发制作三氧化钨(WO3)敏感膜，然后在こ醇溶液中均匀分散ニ氧化锡(SnO2)粉末形成SnO2溶液，再通过滴涂法将该SnO2溶液滴涂在制作的WO3敏感膜上，形成W03/Sn02双层敏感膜。本发明提供的这种制作声表面波气体传感器双层敏感膜的方法，具体制备エ艺如图I所示步骤I :取固体WO3材料；步骤2 :在固体WO3材料上涂光刻胶；步骤3 :在光刻胶上电子束蒸发WO3 ；步骤4 :剥离光刻胶，常温下真空烘干后形成WO3敏感膜；其中剥离光刻胶是在丙酮或こ醇溶液剥离光刻胶；
步骤5 分散SnO2粉末将研磨好的SnO2粉末加入こ醇溶液中常温下超声振荡I小时以上；步骤6 :滴涂敏感膜在常温下用微量移液器在延迟线的敏感区域滴涂大约50 U I左右SnO2溶液；步骤7 :真空干燥60°C左右在蒸空干燥箱中干燥大约两个小吋。实施例在本实施例中，将固化的WO3经过电子束蒸发沉积大约50nm_100nm左右的薄膜，再在丙酮或こ醇溶液剥离光刻胶，常温下真空烘干后形成WO3敏感膜，然后在WO3敏感膜上滴涂SnO2溶液，再真空干燥形成最終的双层敏感膜。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ー步详 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.ー种制作声表面波气体传感器双层敏感膜的方法，其特征在于，该方法首先通过电子束蒸发制作三氧化钨WO3敏感膜，然后在こ醇溶液中均匀分散ニ氧化锡SnO2粉末形成SnO2溶液，再通过滴涂法将该SnO2溶液滴涂在制作的WO3敏感膜上，形成W03/Sn02双层敏感膜。
2.根据权利要求I所述的制作声表面波气体传感器双层敏感膜的方法，其特征在干，该方法包括 步骤I :取固体WO3材料； 步骤2 :在固体WO3材料上涂光刻胶； 步骤3 :在光刻胶上电子束蒸发WO3敏感膜； 步骤4 :剥离光刻胶，常温下真空烘干后形成WO3敏感膜； 步骤5 分散SnO2粉末形成SnO2溶液； 步骤6 :将SnO2溶液滴涂在WO3敏感膜上，形成W03/Sn02双层敏感膜。
3.根据权利要求2所述的制作声表面波气体传感器双层敏感膜的方法，其特征在干，步骤4中所述剥离光刻胶是在丙酮或こ醇溶液中进行的。
4.根据权利要求2所述的制作声表面波气体传感器双层敏感膜的方法，其特征在干，步骤5中所述分散SnO2粉末形成SnO2溶液，是将研磨好的SnO2粉末加入こ醇溶液中，并常温下超声振荡I小时以上。
5.根据权利要求2所述的制作声表面波气体传感器双层敏感膜的方法,其特征在于，步骤6中所述将SnO2溶液滴涂在WO3敏感膜上，是在常温下用微量移液器在WO3敏感膜的延迟线的敏感区域滴涂50 ill的SnO2溶液。
6.根据权利要求2所述的制作声表面波气体传感器双层敏感膜的方法,其特征在于，在步骤6之后还包括 步骤7 :将形成的W03/Sn02双层敏感膜在60°C的真空干燥箱中干燥至少两个小吋。
全文摘要
本发明公开了一种制作声表面波气体传感器双层敏感膜的方法，该方法首先通过电子束蒸发制作三氧化钨WO3敏感膜，然后在乙醇溶液中均匀分散二氧化锡SnO2粉末形成SnO2溶液，再通过滴涂法将该SnO2溶液滴涂在制作的WO3敏感膜上，形成WO3/SnO2双层敏感膜。本发明将分散好的SnO2溶液滴涂在WO3薄膜上，形成的WO3/SnO2双层敏感膜，该WO3/SnO2双层敏感膜与纯的SnO2或者WO3传感器相比，选择性、灵敏度和检测质量均有一定的提高。
文档编号H03H3/02GK102655397SQ20111005021
公开日2012年9月5日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者侯成诚, 刘明, 叶甜春, 周文, 张满红, 李冬梅, 汪幸, 谢常青, 闫学锋, 霍宗亮 申请人:中国科学院微电子研究所