[发明专利]一种铝掺杂氧化钨基的双选择性气敏传感器的制备方法

摘要

本发明为一种铝掺杂氧化钨基的双选择性气敏传感器的制备方法。该方法利用磁控溅射法，将W靶溅射功率调至95‑110W，打开基片旋转控制开关，打开基片挡板，通氧溅射WO3薄膜，20min后，关闭氧气；将Al靶溅射功率调至40‑42W，溅射Al薄膜6‑10min；再通氧溅射WO3薄膜20min；制备出A‑B‑A三明治结构的薄膜。本发明的气敏传感器在不同工作温度下分别对甲醇与乙醇蒸汽有高选择性、高灵敏度和较短的响应‑恢复时间的优点。

主权项

1.一种铝掺杂氧化钨基的双选择性气敏传感器的制备方法，其特征为该方法包括如下步骤：（1）清洗：用无水乙醇对硅基片和Al₂O₃陶瓷管进行擦洗；（2）靶材和衬底的安装：将磁控溅射所用的W靶材以及掺杂用的Al靶材分别安装在射频磁控阴极靶和直流磁控阴极靶上，将清洗好的硅基片和Al₂O₃陶瓷管安装在靶材正上方的衬底托上；（3）溅射前将系统抽真空直到系统的本底真空气压达到6×10^‑4‑5×10^‑5 Pa；（4）抽完真空后，旋转挡板遮挡硅基片，通入氩气，使射频磁控阴极W靶和直流磁控阴极Al靶在氩气中同时预溅射10 min；（5）在反应溅射过程中，设定反应气体为高纯度的氧气、工作气体为高纯度的氩气；（6）溅射：通入混合气，旋开挡板，将W靶溅射功率调至95‑110 W，溅射WO₃薄膜，20 min后，关闭氧气；将Al靶溅射功率调至40‑42 W，溅射Al薄膜6‑10 min；再恢复通氧，溅射WO₃薄膜20 min；溅射过程中，真空室内的气体压强保持为1.8‑2.0 Pa；当为混合气体时，体积比为Ar：O₂ =3:1‑5:1；（7）薄膜热处理：溅射完成后，在真空腔体内将样品进行原位真空退火：在400‑600 ℃下热处理1.5‑3 h，在Al₂O₃陶瓷管表面形成所需的Al‑WO₃薄膜，即形成气敏元件；（8）将气敏元件的金属丝焊接到六角底座上，形成铝掺杂的氧化钨基的气敏传感器。