本發(fā)明公開了一種基于碳納米管生長技術(shù)的氣體傳感器的制造方法，所述氣體傳感器包括絕緣基體、絕緣層、陰陽微電極陣列、陰陽電極焊接區(qū)和若干碳納米管；絕緣層設(shè)置在絕緣基體上，陰陽微電極陣列和陰陽電極焊接區(qū)設(shè)置在絕緣層上，陰陽微電極陣列分別與陰陽電極焊接區(qū)導(dǎo)電連接，陰陽微電極陣列上垂直排列若干碳納米管；所述傳感器的陰陽微電極陣列和陰陽電極焊接區(qū)由顯微光刻摻雜多晶硅形成，并利用陰極真空噴鍍技術(shù)將用于生長碳納米管的金屬噴射到外露的陰陽微電極陣列上，然后利用化學(xué)蒸汽沉積技術(shù)在陰陽微電極陣列上生長垂直排列的碳納米管；可以很好的控制微電極陣列的間距和形狀，使其有規(guī)律的排列，提高氣體傳感器的精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氣體傳感器的制造方法，尤其涉及一種基于碳納米管生長技術(shù)的氣體傳感器的制造方法。

背景技術(shù)

氣體傳感器用于監(jiān)測氣體的成分和動態(tài)特征等，并將氣體的成分和動態(tài)特征等信息轉(zhuǎn)化為電信號。氣體傳感器一般包括基體、絕緣層和微電極陣列。沒有接觸待監(jiān)測氣體時，氣體傳感器的電場強(qiáng)度小于空氣的擊穿強(qiáng)度，當(dāng)待監(jiān)測氣體中的帶電粒子通過氣流運(yùn)動和擴(kuò)散運(yùn)動等方式到達(dá)微電極陣列響應(yīng)范圍內(nèi)，帶正電荷和負(fù)電荷的粒子分別被陰電極和陽電極鄰近區(qū)域的電場捕獲，并向電極漂移，形成電流信號輸出。

隨著納米技術(shù)的發(fā)展，納米材料被成功的應(yīng)用在氣體傳感器中，納米材料層被覆蓋于微電極陣列表面，由于納米材料層的電場增強(qiáng)作用，使得在相同電壓之下，微電極陣列鄰近區(qū)域的電場強(qiáng)度大大增強(qiáng)，因此帶電粒子運(yùn)動速度加快，電流密度加大，從而可以提高信號輸出強(qiáng)度。另一方面，帶電粒子的漂移也會在電場中產(chǎn)生碰撞電離等過程，從而形成雪崩增益，進(jìn)一步提高信號輸出強(qiáng)度，而且電場強(qiáng)度的增強(qiáng)可以提高增益的強(qiáng)度，因此納米材料的使用利于提高信號強(qiáng)度。

CN 100493452C中描述了一種微型人類呼吸傳感器，如圖1所示，包括絕緣基體、絕緣層和微電極陣列，微電極陣列上覆蓋一維納米材料層，該一維納米材料層為多壁碳納米管。測試結(jié)果顯示檢測到的電流信號比沒有覆蓋一維納米材料層的微電極陣列明顯增強(qiáng)。

Ashish Modi等在自然雜志(Nature/Vol 424/10July 2003，第171-174頁)上發(fā)表的文章“Miniaturized gas ionization sensors using carbon nanotubes”中描述了一種基于碳納米管技術(shù)的小型化氣體離子化傳感器。如圖2所示，包括絕緣基體、絕緣層、玻璃片分離層、利用化學(xué)蒸汽沉積技術(shù)生長的垂直排列的碳納米管和金屬平板，其中，碳納米管是陽極，金屬平板是陰極。試驗(yàn)表明減小陰陽電極之間的距離，氣體擊穿所需的電場強(qiáng)度大幅度降低。

目前現(xiàn)有的技術(shù)不能同時解決控制微電極陣列的間距和形狀與控制碳納米管的生長指向的問題，以同時到達(dá)提高檢測精度和降低功耗的效果。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對以上問題，本發(fā)明提出一種檢測精度更高、功耗更低的基于碳納米管生長技術(shù)的氣體傳感器的制造方法。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

制造所述基于碳納米管生長技術(shù)的氣體傳感器，包括以下步驟：

(1)準(zhǔn)備一絕緣基體，在絕緣基體上沉積絕緣層；

(2)在絕緣層上沉積摻雜多晶硅，顯微光刻所述摻雜多晶硅，形成陰陽微電極陣列和陰陽電極焊接區(qū)，陰微電極陣列與陰電極焊接區(qū)導(dǎo)電連接，陽微電極陣列與陽電極焊接區(qū)導(dǎo)電連接；

(3)再在摻雜多晶硅上沉積絕緣層，顯微光刻絕緣層，使陰陽微電極陣列和陰陽電極焊接區(qū)完全外露；

(4)利用陰極真空噴鍍技術(shù)將用于生長碳納米管的金屬噴射到外露的陰陽微電極陣列上；

(5)利用化學(xué)蒸汽沉積技術(shù)在陰陽微電極陣列上直接生長垂直排列的碳納米管，同時利用微納加工技術(shù)控制碳納米管的指向。