近期,中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所微納技術與器件研究室的微納氣體傳感器研究團隊在高性能氣敏器件的宏量制作及其生化戰(zhàn)劑檢測應用研究方面取得了新進展,相關研究成果已發(fā)表在國際期刊《化學通訊》和《科學報告》上
。
半導體氧化物電阻型薄膜氣體傳感器,由于其成本低廉、制作簡單及使用方便等優(yōu)點,在許多領域有著廣泛的應用。而發(fā)展用于高端領域的質優(yōu)價廉的高性能氣敏器件,一直是人們所追求的目標與面臨的挑戰(zhàn)。近年來,固體所研究人員與中科院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所的相關課題組合作,針對這些問題,提出了一種微納融合的策略,將基于有機模板的微/納結構有序多孔薄膜與基于微電子機械加工(MEMS)技術的微型基板相結合,成功地研制出高性能電阻型薄膜氣敏器件,獲得了秒級快響應、痕量檢測限與10毫瓦級低功耗等優(yōu)越的器件性能,相關成果發(fā)表在《科學報告》(Sci. Rep. 2013, 3, 1669)上。
微/納米結構器件的實用化,仍然是當前納米科技研究的一大難點,主要原因是制作成本較高。為此,雙方圍繞著制作低成本高性能器件這一目標進行技術攻關,結合兩個研究組在晶圓級MEMS加工工藝和大面積有機模板制作技術的特長,提出了一種新型的晶圓級高性能氣敏器件的制作策略,即采用布滿MEMS基傳感芯片的硅晶圓片作為襯底,基于模板轉移-溶液浸漬法,將晶圓大小的高質量有機模板轉移其上,以期一次獲得大量MEMS基氣敏器件。
圖1. 晶圓級高性能氣敏器件的宏量制作技術方法