[發明專利]一種基于CMOS工藝的復合電極式pH傳感器及其制備方法有效
| 申請號： | 201710372183.3 | 申請日： | 2017-05-24 |
| 公開（公告）號： | CN107064255B | 公開（公告）日： | 2019-04-30 |
| 發明（設計）人： | 耿妙妙;張西良;徐坤;趙麟;蔣薇;尹利 | 申請（專利權）人： | 江蘇大學 |
| 主分類號： | G01N27/30 | 分類號： | G01N27/30 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 212013 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 參比電極 制作 傳感檢測 工作電極 制備 電極引線 復合電極 傳感器 焊盤 基底 氧化鋁陶瓷材料 受外界環境 電極氧化 金屬鋁層 土壤栽培 原位測量 靈敏度 非均相 隔離區 襯底 基質 阱區 半導體 | ||
1.一種基于CMOS工藝的復合電極式pH傳感器，其特征在于，包括基底(1)、傳感檢測區(2)、工作電極(3)、電極引線(4)和焊盤(5)；
所述基底(1)的正面開有一個長方形槽(11)，所述長方形槽(11)上側開有電極引線槽；在所述長方形槽(11)上制作傳感檢測區(2)，在所述電極引線槽上分別附電極引線(4)，并在電極引線(4)上制作焊盤(5)；
所述傳感檢測區(2)包括環氧樹脂層(21)、硅片襯底、阱區、參比電極(24)、第一SiO2層(25)、金屬鋁層(26)和第二SiO2層(27)；所述環氧樹脂層(21)將硅片襯底與基底(1)連接；硅片襯底上部分注入阱區，阱區包括第一阱區、第二阱區和第三阱區；第一阱區上方沉積有參比電極(24)；接著在整個傳感檢測區(2)上方沉積第一SiO2層(25)；第一SiO2層(25)上在第一阱區與第二阱區中間位置制作金屬鋁層(26)；然后在整個傳感檢測區(2)上方沉積第二SiO2層(27)；
在各電極引出位置加工圓柱凹坑作為導電連接區，并加入導電金屬，在第二阱區正上方位置的第二SiO2層(27)上沉積工作電極(3)；
焊盤(5)包括參比電極輸出端(51)、電壓輸入正端(52)、工作電極輸出端(53)、電壓輸入負端(54)；所述參比電極輸出端(51)、電壓輸入正端(52)、工作電極輸出端(53)、電壓輸入負端(54)分別通過電極引線(4)與各自的導電連接區連接。
2.根據權利要求1所述的一種基于CMOS工藝的復合電極式pH傳感器，其特征在于，所述硅片襯底為P型硅片襯底(22)；所述第一阱區為第一N阱區(231)，所述第二阱區為第二N阱區(232)，所述第三阱區為第三N阱區(233)。
3.根據權利要求1或2所述的一種基于CMOS工藝的復合電極式pH傳感器，其特征在于，所述基底(1)為厚度至少3mm的氧化鋁陶瓷材料，基底(1)形狀為上部分長20mm、寬20mm的長方形，下部分是高為8mm的等腰三角形；
所述長方形槽(11)所開槽深度為1.52mm，所述電極引線槽包括長槽Ⅰ(12)、長槽Ⅱ(13)、長槽Ⅲ(14)和長槽Ⅳ(15)，所述長槽Ⅰ(12)、長槽Ⅲ(14)、長槽Ⅳ(15)開槽深度為14μm，所述長槽Ⅱ(13)開槽深度為10μm。
4.根據權利要求2所述的一種基于CMOS工藝的復合電極式pH傳感器，其特征在于，所述環氧樹脂層(21)厚度為0.5mm；所述P型硅片襯底(22)厚度為1mm；所述第一N阱區(231)、第二N阱區(232)和第三N阱區(233)深度為0.3mm，寬A1為3mm，長B1為5mm，且第一N阱區(231)與第二N阱區(232)間距離A3為4mm，第二N阱區(232)與第三N阱區(233)間的距離A2為2mm；所述第一SiO2層(25)厚度為0.8μm；所述金屬鋁層(26)厚2μm，寬3mm，長5mm；所述第二SiO2層(27)厚度為5μm。
5.根據權利要求1所述的一種基于CMOS工藝的復合電極式pH傳感器，其特征在于，所述硅片襯底為N型硅片襯底；所述第一阱區為第一P阱區(20031)，所述第二阱區為第二P阱區(20032)，所述第三阱區為第三P阱區(20033)；所述電壓輸入正端(52)與電壓輸入負端(54)需接反向電壓。
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