一种基于纳米TiO₂的低功耗微纳气体传感器及制备方法

摘要

本发明公开了一种基于纳米TiO₂的低功耗微纳气体传感器及制备方法，该传感器自下而上分别为SiO₂‑Si₃N₄掩蔽层、硅基底、SiO₂‑Si₃N₄‑SiO₂‑Si₃N₄复合绝缘层、电极层、敏感材料层。通过布置测温电极，实时测量芯片中心温度。Si基底下通过湿法腐蚀去掉绝大部分Si，形成SiO₂‑Si₃N₄‑SiO₂‑Si₃N₄复合悬膜结构，悬膜之上为按中心对称、螺旋布置的加热电极和敏感电极。敏感材料位于敏感电极之上，在敏感材料区域内依次溅射TiO₂薄膜、Ti薄膜，其中TiO₂薄膜用于定义后续纳米棒的生长区，热盐酸蒸汽法将Ti源氧化为TiO₂纳米棒制备敏感层，使TiO₂纳米棒生长在TiO₂薄膜上。本发明纳米棒桥接相连，具有极高的比表面积和更好的气体响应特性；优化了悬膜的机械性能，减少热传递，温度精确可控。简化了工序，避免了寄生电场的产生。