[发明专利]一种具备防尘功能的氢气传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具备防尘功能的氢气传感器，包括衬底，以及设置在所述衬底上的钯镍合金薄膜，且所述衬底上设置有用于连接钯镍合金薄膜的两个第一引线电极，微纳防尘罩，其与所述衬底键合形成腔室，所述钯镍合金薄膜位于所述腔室内，且所述微纳防尘罩对应所述衬底垂直开设有微米级的多个小通孔。本发明，将防尘罩尺寸缩小，同时通过在防尘罩上加工特殊结构可完全防止尺寸在数十微米量级上灰尘颗粒沾污，在大幅缩减封装体积的同时确保器件性能不受影响，具有保障响应速度、保障探测精度、延长使用寿命的有益效果。

技术领域

本发明涉及氢气传感器技术领域，更具体的说，本发明涉及一种具备防尘功能的氢气传感器及其制备方法。

背景技术

氢气传感器在常温下对氢气非常敏感且具有很好的选择性，可以作为检测环境中氢气浓度的传感器，出于生产生活中对安全的要求，快速、灵敏、准确的氢气传感器是十分必要的，能够及时避免爆炸发生的可能性。

在现有的氢气传感器中，有通过测量钯镍合金薄膜在氢气环境中电学信号的变化，来探测氢气浓度的氢气传感器。钯镍合金薄膜的厚度一般在百纳米量级，被外界灰尘颗粒沾污后会对其电学性能产生较大影响，目前的做法为在氢气传感器封装时采用防尘罩，或者在薄膜表面通过物理或者化学方法沉积一层保护膜，前者会增加封装体积，同时常规的防尘罩难以完全防止数十微米量级的灰尘沾污；后者则会极大增加钯镍合金薄膜氢气传感器的响应时间，影响器件的性能。

因此，如何防止数十微米量级的灰尘颗粒沾污，大幅缩减封装体积的同时确保器件性能不受影响，是本技术领域待解决的问题。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了一种具备防尘功能的氢气传感器，包括衬底，以及设置在所述衬底上的钯镍合金薄膜，且所述衬底上设置有用于连接钯镍合金薄膜的两个第一引线电极；

微纳防尘罩，其与所述衬底键合形成腔室，所述钯镍合金薄膜位于所述腔室内，且所述微纳防尘罩对应所述衬底垂直开设有微米级的多个小通孔。

优选的是，其中，还包括加热组件，其包括：

加热薄膜，其设置在所述衬底上，且所述加热薄膜位于所述腔室内；

两个第二引线电极，其设置在所述衬底上，且两个所述第二引线电极与所述加热薄膜连接。

优选的是，其中，还包括测温组件，其包括：

测温薄膜，其设置在所述衬底上，且所述测温薄膜位于所述腔室内；

两个第三引线电极，其设置在所述衬底上，且两个所述第三引线电极与所述测温薄膜连接。

优选的是，其中，所述微纳防尘罩的两侧还分别开设有用于走线亚微米级的多个矩形孔。

优选的是，其中，所述衬底设置为玻璃衬底、石英衬底、表面覆盖绝缘层的硅片衬底中的任意一种；所述微纳防尘罩设置为玻璃微纳防尘罩、石英微纳防尘罩、表面覆盖绝缘层的硅片微纳防尘罩中的任意一种。

优选的是，其中，所述小通孔设置为圆孔、矩形孔、异形孔中的任意一种。

一种具备防尘功能的氢气传感器制备方法，包括以下步骤：

步骤一、取相同材质的第一衬底和第二衬底；

步骤二、在第一衬底上分别制备钯镍合金薄膜、加热薄膜和测温薄膜，并通过光刻和电子束蒸发工艺制备出对应的多个引线电极；

步骤三、通过光刻和电子束蒸发工艺制备在第一衬底上制备第一键合图形电极，且钯镍合金薄膜、加热薄膜和测温薄膜均位于第一键合图形电极内；