1.本技术涉及半导体加工技术领域,尤其涉及一种层状结构、制备方法及传感器件。
背景技术:2.化学传感器是一种将检测对象的化学组成与电学信号相联系的传感器,除了用于监测环境污染物,还在医学疾病检测以及食品安全领域发挥着显著的作用,是推动现代社会发展的重要器件;化学传感器一般由敏感材料、转换器件以及电子线路组成,其中,化学传感器的敏感材料一般直接通过滴涂等方法负载在基底、即转换器件的敏感区域上,通过对敏感材料的优化,目前已经有很多传感器具有高灵敏度、高选择性等优点。
3.但是,滴涂过程依赖人工经验来点样,具有很大的不确定性,通过滴涂负载方式制备的传感器的一致性无法得到有效控制;而在传统的微纳加工工艺中,材料的图案化集成可以借助光刻来实现。但是,对于大部分敏感材料而言,它们作为负载于基底上的目标材料会接触到图案化过程中用到的光刻胶、显影液、去胶液等试剂,这些试剂会对接触的敏感材料造成污染或腐蚀,破坏其传感性能,无法高效地批量化生产高性能化学传感器。
技术实现要素:4.针对上述现有技术中存在的问题,本技术提供了一种层状结构、制备方法及传感器件,不会污染或腐蚀目标材料,使得目标材料能够稳定可靠地集成于基底上,提升层状结构制备的可重复性、制备精度以及性能。所述技术方案如下:
5.本技术提供了一种层状结构的制备方法,包括:
6.s1,提供基底;
7.s2,在所述基底的表面施加惰性材料,形成惰性薄膜;所述惰性材料为高分子聚合物;
8.s3,对所述惰性薄膜进行图案化处理,得到图案化掩膜;
9.s4,在所述基底具有所述图案化掩膜的一面施加目标材料,形成目标材料层;所述目标材料层层叠设置于所述图案化掩膜上和所述基底的裸露区域,所述惰性材料与所述目标材料之间存在化学惰性;
10.s5,机械剥离所述图案化掩膜,以去除所述图案化掩膜和所述目标材料层中与所述图案化掩膜对应的图案化区域,在所述基底上形成图案化功能层,得到层状结构。
11.进一步地,所述目标材料包括纳米金属氧化物、碳纳米管、石墨烯、二维材料、有机材料和有机-无机杂化材料中的一种或多种的混合物。
12.进一步地,所述惰性材料为高分子聚合物,所述高分子聚合物包括聚对二甲苯、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯、聚丁烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯和环氧树脂中的一种或多种的混合物。
13.进一步地,所述聚对二甲苯包括c型聚对二甲苯、d型聚对二甲苯、n型聚对二甲苯、ht型聚对二甲苯和f型聚对二甲苯中的一种或多种的混合物。
14.进一步地,所述s2步骤包括:
15.提供形成所述惰性材料的聚合物原材料;
16.以所述聚合物原材料作为沉积原材料,对所述基底进行薄膜沉积,得到所述惰性薄膜;在所述薄膜沉积过程中,所述聚合物原材料分解为惰性材料单体,所述惰性材料单体沉积于所述基底上生成所述惰性材料并形成所述惰性薄膜。
17.进一步地,所述s3步骤包括:
18.在所述惰性薄膜上施加光刻胶;
19.对所述光刻胶进行光刻处理,得到图案化光刻胶;
20.对所述惰性薄膜进行刻蚀处理,得到复合薄膜层;所述复合薄膜层包括所述图案化光刻胶与所述图案化掩膜;
21.去除所述图案化光刻胶,得到所述图案化掩膜。
22.进一步地,所述惰性薄膜的厚度为50nm~100μm。
23.进一步地,所述层状结构包括至少两种所述图案化功能层,至少两种所述图案化功能层层叠设置和/或同层设置,所述方法包括:
24.针对所述至少两种所述图案化功能层中的每一种所述图案化功能层,执行所述s2-s5的步骤,以在所述基底上进行所述至少两种所述图案化功能层的多重套刻,得到包括至少两种所述图案化功能层的所述层状结构。
25.本技术还提供一种层状结构,由以上所述的制备方法得到,所述层状结构包括基底,所述基底上设有至少一种目标材料对应的图案化功能层。
26.本技术还提供一种传感器件,包括由以上任一项所述的制备方法制得的层状结构或包括如上所述的层状结构。
27.实施本技术,具有如下有益效果:
28.1、本技术采用由惰性材料形成的图案化掩膜,在基底具有图案化掩膜的一面施加目标材料再机械剥离图案化掩膜,以使得目标材料在基底上形成图案化功能层,且惰性材料与目标材料之间存在化学惰性,惰性材料本身以及在机械剥离图案化掩膜的过程中都不会污染或腐蚀目标材料,使得目标材料能够稳定可靠地集成于基底上,提升制备图案化功能层及层状结构的一致性和可重复性,有利于批量化制备;此外,也有利于提升图案化功能层的制备精度,进而提升层状结构的制备精度,提升制得的层状结构的良率和性能。
29.2、图案化掩膜采用的惰性材料与多种目标材料之间存在化学惰性,能够适用于多种不同目标材料在基底上的选择性沉积,适用范围广泛;该制备方法简单易行,可重复性好,有利于提升批量化生产的一致性,降低生产成本,促进高性能的层状结构以及传感器件的批量化生产及商业化。
30.3、传感器件包括由该制备方法制得的层状结构,能够有效避免破坏图案化功能层及其传感性能,大大提升了传感器件的制备良率,提升传感器件的综合性能。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术的技术方案,下面将对实施例中所使用的附图作简单的介绍,其中相同的零部件用相同的附图标记表示。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以
根据这些附图获得其它附图。
32.图1为本技术的一种可能的实施方式中层状结构的制备方法的逻辑图;
33.图2为本技术的一个可选实施例中层状结构的制备流程图;
34.图3为本技术的一个可选实施例中多重套刻的制备流程图;
35.图4是本技术实施例2中形成的层状结构的sem图;
36.图5是图4中图案化氧化钼功能层区域的sem放大图;
37.图6是本技术实施例2中图案化氧化钼功能层的形貌图;
38.图7是本技术实施例2中图案化氧化钼功能层边缘的形貌图。
39.其中,图中附图标记对应为:1-基底,2-图案化功能层,21-第一图案化功能层,22-第二图案化功能层,23-第三图案化功能层,3-电极。
具体实施方式
40.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例,而不是全部的实施例,因此不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
41.需要说明的是,本技术的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便本技术的实施例能够以除了下述图示或下述描述以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
42.本实施例针对现有技术中,通过传统微纳加工工艺集成敏感材料,其中用到的光刻胶、显影液和去胶液等试剂会对敏感材料造成污染或腐蚀,破坏其传感性能的问题,提供了一种层状结构的制备方法,用于微纳加工工艺,具有普适性,能够实现一种或多种目标材料在基底上的集成;该制备方法首先提供基底,在该基底的表面施加惰性材料,形成惰性薄膜;之后对惰性薄膜进行图案化处理,得到图案化掩膜,然后在基底具有图案化掩膜的一面施加目标材料、即敏感材料,以形成目标材料层,其中,惰性材料为高分子聚合物,该惰性材料与敏感材料之间存在化学惰性,不会腐蚀敏感材料;最后机械剥离图案化掩膜,也去除图案化掩膜和目标材料层中与图案化掩膜对应的图案化区域,在基底上的裸露区域形成图案化功能层,得到层状结构;本实施例将惰性材料形成的薄膜、即图案化掩膜作为敏感材料图案化的掩膜,与传统微纳加工中用光刻胶制备的掩膜相比,惰性材料、即高分子聚合物相对于敏感材料具有化学惰性,并且在机械剥离图案化掩膜过程中也不会对接触的敏感材料造成污染或腐蚀,有利于敏感材料在基底上稳定可靠的集成,避免影响图案化功能层的结构准确性和性能。
43.下面对本发明实施例的技术方案进行详细介绍,参考说明书附图1,该制备方法包括:
44.s1,提供基底;
45.s2,在所述基底的表面施加惰性材料,形成惰性薄膜;
46.s3,对所述惰性薄膜进行图案化处理,得到图案化掩膜;
47.s4,在所述基底具有所述图案化掩膜的一面施加目标材料,形成目标材料层;所述目标材料层层叠设置于所述图案化掩膜上和所述基底的裸露区域,所述惰性材料与所述目标材料之间存在化学惰性;
48.s5,机械剥离所述图案化掩膜,以去除所述图案化掩膜和所述目标材料层中与所述图案化掩膜对应的图案化区域,在所述基底上形成图案化功能层,得到层状结构。
49.具体地,在s2-s3步骤中,惰性材料用于形成惰性薄膜,并进一步用于形成图案化掩膜;惰性材料是相对于目标材料具有化学惰性的材料,由该惰性材料形成的图案化掩膜不会污染或腐蚀与其接触的目标材料,提升后续步骤中形成的目标材料层及图案化功能层的结构完整性与结构精确性,提升层状结构的制备良率以及制备一致性,有利于批量化制备。
50.可选地,惰性材料为高分子聚合物,该高分子聚合物包括聚对二甲苯、聚酰亚胺(pi)、聚二甲基硅氧烷(pdms)、聚苯乙烯、聚丁烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯和环氧树脂中的一种或多种的混合物;还可选地,惰性材料包括聚对二甲苯、聚酰亚胺(pi)和聚二甲基硅氧烷(pdms)中的一种或多种的混合物;优选地,惰性材料包括聚对二甲苯,该聚对二甲苯相对于多种不同的目标材料均具有化学惰性,大大提升该制备方法的普适性。
51.可选地,聚对二甲苯包括c型聚对二甲苯、d型聚对二甲苯、n型聚对二甲苯、ht型聚对二甲苯和f型聚对二甲苯中的一种或多种的混合物,使得图案化掩膜具有良好的电性能、防渗透性、耐腐蚀性、耐温性和化学稳定性,降低制备难度,有利于提升层状结构的制备效率、制备精度、制备可重复性和可靠性,也有利于提升层状结构的传感性能。
52.具体地,目标材料为敏感材料,敏感材料属于功能材料;该敏感材料是能够感知物理量、化学量或生物量的微小变化,并能够根据变化量呈现出明显特征变化的材料;例如,一些敏感材料能够感知电、光、声、力、热、磁或气体分布中至少一种的微小变化,并呈现出明显特征变化,具有良好的灵敏度和选择性。
53.可选地,该目标材料包括纳米金属氧化物、碳纳米管、石墨烯、二维材料、有机材料和有机-无机杂化材料中的一种或多种的混合物;其中,二维材料全称为二维原子晶体材料,是指电子仅可在两个维度的纳米尺度(1-100nm)上自由运动(平面运动)的材料,二维材料包括纳米薄膜、超晶格和量子阱中的至少一种;有机-无机杂化材料是有机和无机成分相互结合,特别是在微观尺寸上结合得到的一种材料,例如,金属-有机骨架材料(mof);该层状结构的制备方法是一种通用性的制备方法,惰性材料及其形成的图案化掩膜与多种目标材料之间存在化学惰性,适用于多种不同的目标材料在基底上的集成,普适性好。
54.具体地,s2步骤中的惰性薄膜通过涂覆或薄膜沉积负载于基底表面,提升惰性薄膜的厚度均匀性和表面平整度,有利于提升后续目标材料层和图案化功能层的结构的精准度;并且,可重复性好,有利于提升批量化制备的效率和一致性。
55.在一个可选实施例中,在基底的表面涂覆惰性材料,形成惰性薄膜,使得惰性薄膜均匀地负载于基底表面,其中,涂覆可选为旋涂、喷涂、刮涂中的至少一种,制备难度低,灵活方便;例如,在一个具体实施例中,将惰性材料pi或惰性材料pdms旋涂于基底表面,形成pi薄膜或pdms薄膜,通过预设的旋涂参数,能够实现良好的重复性负载,有利于提升pi薄膜
或pdms薄膜厚度的一致性。
56.在一个优选实施例中,惰性薄膜通过薄膜沉积负载于基底表面,s2步骤包括:
57.提供形成所述惰性材料的聚合物原材料;
58.以所述聚合物原材料作为沉积原材料,对所述基底进行薄膜沉积,得到所述惰性薄膜;在所述薄膜沉积过程中,所述聚合物原材料分解为惰性材料单体,所述惰性材料单体沉积于所述基底上生成所述惰性材料并形成所述惰性薄膜。
59.其中,惰性材料为高分子聚合物,聚合物原材料用于生成该高分子聚合物;经过该薄膜沉积过程,惰性材料的聚合物原材料首先裂解为惰性材料单体,再由惰性材料单体聚合生成惰性材料,该惰性材料沉积于基底表面形成惰性薄膜,即惰性材料这一高分子聚合物与聚合物原材料分别为惰性材料单体的一种聚合物;在一个可选实施例中,高分子聚合物为聚对二甲苯,以对二甲苯二聚体为聚合物原材料,对基底进行薄膜沉积,在该薄膜沉积过程中,对二甲苯二聚体裂解为对二甲苯,该对二甲苯即为惰性材料单体,之后对二甲苯沉积于基底上聚合为聚对二甲苯,并且该聚对二甲苯在基底上形成聚对二甲苯薄膜、即惰性薄膜,完成惰性薄膜在基底上的沉积,简单易行,薄膜沉积的沉积速度快,沉积精度高。
60.可选地,薄膜沉积的裂解温度为650~730℃,沉积时的真空度设置为0.035mbar;还可选地,薄膜沉积的裂解温度为670~720℃,沉积时的真空度设置为0.035mbar,有利于惰性材料的聚合物原材料裂解再聚合沉积,稳定地在基底上形成惰性薄膜,薄膜沉积的可靠性好。
61.具体地,惰性材料的质量与惰性薄膜的厚度之间的比例为0.5~3.0g/μm;可选地,惰性材料的质量与惰性薄膜的厚度之间的比例为0.8~2.7g/μm;还可选地,惰性材料的质量与惰性薄膜的厚度之间的比例为1.0~2.1g/μm;优选地,惰性材料的质量与惰性薄膜的厚度之间的比例为1.1~2.0g/μm;例如,在一个具体实施例中,惰性材料的质量与惰性薄膜的厚度之间的比例为1.5g/μm,通过惰性材料的质量,能够精确控制形成的惰性薄膜的厚度,有利于提升惰性薄膜以及后续图案化掩膜的制备精度,提升图案化功能层的结构准确性,可靠性高。
62.具体地,惰性薄膜的厚度为50nm~100μm;可选地,惰性薄膜的厚度为50nm~50μm;还可选地,惰性薄膜的厚度为50nm~30μm;还可选地,惰性薄膜的厚度为60nm~20μm;还可选地,惰性薄膜的厚度为60nm~10μm;例如,在一个可选的具体实施例中,惰性薄膜的厚度为2
±
0.5μm,一方面为后续集成目标材料提供足够厚度的掩膜,使得图案化掩膜上的目标材料层与基底裸露区域上的目标材料层相对分隔,有利于降低后续机械剥离图案化掩膜的难度,提升机械剥离图案化掩膜时的剥离效率和剥离精确度;另一方面避免浪费惰性材料,也缩短负载惰性薄膜的耗时,加快制备速率。
63.具体地,图案化处理包括光刻处理以及刻蚀处理,如图2所示,s3步骤包括:
64.s301,在所述惰性薄膜上施加光刻胶;
65.s302,对所述光刻胶进行光刻处理,得到图案化光刻胶;
66.s303,对所述惰性薄膜进行刻蚀处理,得到复合薄膜层;所述复合薄膜层包括所述图案化光刻胶与所述图案化掩膜;
67.s304,去除所述图案化光刻胶,得到所述图案化掩膜。
68.其中,在惰性薄膜上涂覆液体光刻胶,预干燥后得到光刻胶;光刻处理用于去除光
刻胶中预设区域的光刻胶,以使得光刻后留下的光刻胶形成图案化光刻胶;此时,在预设区域对应的位置,惰性薄膜暴露在空气中形成惰性薄膜的暴露区域,即光刻胶的预设区域与惰性薄膜的暴露区域对应,该光刻处理操作简单方便,光刻精度高。
69.刻蚀处理用于去除预设区域对应(图案化光刻胶对应区域以外)的惰性薄膜,即刻蚀处理用于去除惰性薄膜的暴露区域,以使得在该暴露区域对应的位置上,基底表面裸露出来形成裸露区域,该预设区域、暴露区域与裸露区域在该层状结构的层叠方向上相对应;同时,惰性薄膜中除暴露区域外的区域保留下来形成图案化掩膜。
70.具体地,采用刻蚀气体对惰性薄膜进行刻蚀处理;优选地,刻蚀气体包括氧气,成本低,安全性好。
71.经过s303步骤,图案化光刻胶与图案化掩膜的图案相同,两者在层状结构的层叠方向上形成叠层的复合薄膜层,将复合薄膜层中的图案化光刻胶通过去胶液去除,即在基底表面得到图案化掩膜;可选地,去胶液包括丙酮、甲醇和异丙醇中的至少一种,以选择性地去除图案化光刻胶并保留图案化掩膜。
72.具体地,光刻胶的厚度大于等于或者略小于惰性薄膜的厚度;在一个可选实施例中,光刻胶的厚度略小于惰性薄膜的厚度;在一个优选实施例中,光刻胶的厚度大于惰性薄膜的厚度,该光刻胶作为刻蚀惰性薄膜的掩膜,在一定程度上保护该图案化光刻胶对应的图案化掩膜,避免光刻胶在图案化掩膜刻蚀完成前被刻蚀完而损伤图案化掩膜,有利于提升图案化掩膜的形状精度,进而提升后续制备图案化功能层的准确性与精度,提升层状结构制备的良率和可重复性。
73.经过该图案化处理,形成的图案化掩膜与预设图形之间的形状偏差小于等于10μm;在一个优选实施例中,该形状偏差小于等于4μm,成形精度高,图案化掩膜以及后续图案化功能层的形状精度也高,有利于提升不同制备流程中图案化功能层的制备可重复性以及一致性,也有利于提升层状结构的良率。
74.具体地,s4步骤包括:
75.在所述基底具有所述图案化掩膜的一面涂覆目标材料;
76.对所述目标材料进行干燥处理,得到所述目标材料层。
77.其中,涂覆包括旋涂、喷涂和刮涂中的至少一种,通过涂覆能够提升目标材料层厚度的准确性与均匀性,并且,通过涂覆参数的设置,能够大大提升目标材料层负载于基底表面的重复性,使得涂覆区域内目标材料厚度具有一致性。
78.在该s4步骤之前,具有图案化掩膜的基底具有图案化的表面,包括基底的裸露区域和图案化掩膜的表面,基底的裸露区域与图案化掩膜的形状互补,目标材料层即形成于该裸露区域和图案化掩膜上;则s5步骤中通过机械剥离去除图案化掩膜,能够将目标材料连同目标材料层中与图案化掩膜对应的图案化区域共同去除,在裸露区域留下图案化功能层,即图案化掩膜与图案化功能层的形状互补,图案化功能层形成于该裸露区域上,实现目标材料在基底特定的裸露区域上的选择性沉积。
79.可选地,层状结构包括一种图案化功能层,则通过上述s1-s5步骤,能够将一种目标材料对应的图案化功能层集成于基底上,在单种目标材料集成过程中没有损失,腐蚀率为零,制备精度高,可重复性好。
80.具体地,如图3所示,层状结构包括至少两种图案化功能层,至少两种图案化功能
层层叠设置和/或同层设置,所述方法包括:
81.针对所述至少两种所述图案化功能层中的每一种所述图案化功能层,执行所述s2-s5的步骤,以在所述基底上进行所述至少两种所述图案化功能层的多重套刻,得到包括至少两种所述图案化功能层的所述层状结构。
82.可选地,层状结构包括至少两种图案化功能层,至少两种图案化功能层层叠设置,该至少两种图案化功能层位于同一裸露区域上,上下叠加,即同一裸露区域上包括至少两层图案化功能层;还可选地,至少两种图案化功能层同层设置,即该至少两种图案化功能层分别位置不同的裸露区域,避免至少两种图案化功能层对应的敏感材料之间可能的干涉,提升层状结构的性能;在其他可选实施例中,至少三种图案化功能层之间层叠设置和同层设置,即至少两种图案化功能层之间层叠设置,同时,至少两种图案化功能层之间同层设置,通过该多重套刻,能够实现两种、三种以及多种不同敏感材料在基底上的集成,灵活性好,能够满足多种不同层状结构的要求,适用范围广泛。
83.具体地,在一个可选实施例中,在同一基底上能够集成多个层状结构,最后按照层状结构的形状切割,得到层状结构对应的多个传感器件;该制备方法能够在同一基底上集成几十个层状结构,进一步提升制备效率,有利于批量化生产。
84.以下结合上述制备方法介绍本技术的具体实施例。
85.实施例1
86.以c型聚对二甲苯为惰性材料,以氧化锌纳米颗粒为目标材料,具体制备方法如下:
87.s1,将具有叉指电极阵列的4寸氧化硅/硅基底放在镀膜机的腔体内。
88.s2,加入2.5g的对二甲苯二聚体,完全蒸发后沉积得到厚度约为2μm的聚对二甲苯薄膜;其中,镀膜机的蒸发器温度为80~160℃,沉积时的腔体真空度设置为0.035mbar,裂解管道中的裂解温度为680℃。
89.s3,对聚对二甲苯薄膜进行光刻以及刻蚀处理,得到图案化的聚对二甲苯掩膜:在沉积了聚对二甲苯薄膜的基底上以1000rpm转速旋涂50s,得到3μm厚的az5214光刻胶,在95℃下前烘90s;在suss ma6光刻机中进行光刻处理,以365nm波长的紫外线曝光7s后,将基底泡在zx-238正胶显影液中60s,显影后冲洗基底并甩干,形成光刻胶图案,将基底放在105℃的热台上加热90s,得到图案化光刻胶;将基底置于刻蚀系统中进行刻蚀处理,在300w源射频功率、45w偏置射频功率下以50sccm的氧气作为刻蚀气体,在30mtorr的初始气压下刻蚀4min,实现暴露在图案化光刻胶外的聚对二甲苯薄膜的去除,得到复合薄膜层;刻蚀处理后的基底放在丙酮中,在20w超声中1min,去除图案化光刻胶,随后将具有聚对二甲苯掩膜的基底表面用水枪冲洗1min,最后用氮气吹干,完成聚对二甲苯掩膜的制备。
90.s4,在基底具有图案化的聚对二甲苯掩膜的一面旋涂40mg/ml的氧化锌纳米颗粒悬浮液,在80℃下干燥5分钟,形成氧化锌层。
91.s5,撕下聚对二甲苯掩膜,以去除聚对二甲苯掩膜和氧化锌层中与聚对二甲苯掩膜对应的图案化区域,在基底上形成图案化氧化锌功能层,得到层状结构。
92.此外,针对图案化氧化铟功能层和图案化氧化钨功能层,分别旋涂氧化铟纳米颗粒悬浮液以及氧化钨纳米油墨,重复执行上述s2-s5步骤,以在基底上进行图案化氧化铟功能层和图案化氧化钨功能层的多重套刻,实现三种不同纳米金属氧化物在基底的裸露区域
(例如,叉指电极区域)上的选择性沉积。
93.实施例2
94.本实施例与实施例1的不同之处在于,以氧化钼纳米材料为目标材料,将氧化钼纳米颗粒溶于乙醇得到浓度为2.5%wt的分散液,将分散液旋涂于基底具有图案化的聚对二甲苯掩膜的一面,从而在基底上集成图案化氧化钼功能层,其余与实施例1相同。
95.如图4与图5所示,通过本实施例的制备方法制得的图案化氧化钼功能层在基底上成形位置精确,形状精度高;如图6与图7所示,图案化氧化钼功能层的形貌完整,在制备过程中无腐蚀,该制备方法使用的惰性材料能够有效避免腐蚀或损伤敏感材料,提升该制备方法的可重复性以及层状结构的一致性,有利于批量化生产。
96.本实施例还提供了一种层状结构,由以上所述的制备方法得到,如图2所示,该层状结构包括基底1,基底1上设有至少一种目标材料对应的图案化功能层2,至少一种图案化功能层2能够稳定可靠地负载于基底1上,在制备过程中不会被污染或腐蚀,提高图案化功能层2的结构精度,有利于提升层状结构的性能。
97.本实施例还提供了一种传感器件,包括由以上所述的制备方法制得的层状结构,或包括以上所述的层状结构,结构精度高,传感性能优异。
98.具体地,传感器件可以包括电阻式气体传感器件、非电阻式传感器件、固体电解质式传感器件、接触燃烧式传感器件、电化学式传感器件、高分子式传感器件、集成复合式传感器件、热传导型传感器件、晶体振荡型传感器件等,适用范围广泛,本实施例对此不做具体限定。
99.可选地,在一个具体实施例中,传感器件为电阻式气体传感器件,在该层状结构和传感器件中,基底1表面设有至少一个电极3,基底1表面包括电极区域,该至少一个电极3位于电极区域内,图案化功能层2能够在电极区域上选择性集成,使得图案化功能层2与电极3连接,有效转化电学信号,提升层状结构的制备可靠性与制备一致性;可选地,基底1的材料包括硅、氧化硅、碳化硅、蓝宝石和石英中的至少一种,性质稳定,支撑稳定。
100.可选地,该层状结构包括一种图案化功能层;还可选地,该层状结构包括至少两种图案化功能层2,至少两种图案化功能层2层叠设置和/或同层设置,以在同一基底1上集成不同功能的敏感材料,集成度高,且不同敏感材料在基底上的沉积一致性好。
101.例如,在一个可选实施例中,如图3所示,层状结构包括三种图案化功能层2,三种图案化功能层2包括第一图案化功能层21、第二图案化功能层22和第三图案化功能层23,通过多重套刻将三种图案化功能层2同层集成于基底1表面,集成度高,能够在同一传感器件内集成三种敏感材料,大大提高传感器件检测气体的准确性和选择性。
102.以上所描述的仅为本技术的一些实施例而已,并不用于限制本技术,本行业的技术人员应当了解,本技术还会有各种变化和改进,任何依照本技术所做的修改、等同替换和改进都落入本技术所要求的保护的范围内。