[发明专利]一种具有纳米SiC薄膜的压力传感器的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及压力传感器的设计与制造领域，尤其涉及一种具有纳米SiC薄膜的压力传感器的制备方法。 

背景技术

SiC是Si和C唯一稳定的化合物。SiC晶体的机械性能仅次于金刚石。其抗腐蚀性非常强，在1500℃以下几乎不受作用于任何实验溶剂。常压下不能将其融化，大于2100℃时升华，分解为Si和C蒸汽。35个大气压下，2830℃时发现SiC的转熔点。SiC的饱和电子漂移速度是Si的2倍，其介电常数仅高于金刚石，略高于GaN，均低于Si和GaAs等几种常用的半导体材料。因此SiC是一种非常好的半导体电子材料。300K时SiC的热导率比GaAs高8-10倍，击穿场强大约是GaAs或Si的10倍，而饱和电子漂移速度与GaAs相同。这些优越性是由于Si-C原子间短键可产生高频晶格振动。SiC晶体中光学声子的能量可高达100-120meV，从而导致高的饱和电子迁移率和高的热导率，它的热导率仅次于金刚石，是GaN的4-5倍。SiC高击穿场强与高的热导率的结合，使SiC器件的功率承受能力大大提高，在高温大功率领域具有广阔的应用前景。同时，宽禁带可降低产生电荷数，这就决定了SiC器件具有微波特性，应用在高频器件具有很大潜力。 

目前，压力器件的制备主要是采用Si为材料来制备的，存在的问题是器件耐高温、抗辐射能力较差，使得器件的应用受到了很大的限制。近年来世界各国的许多科学工作者在该领域进行了大量的探索，取得了很大的成果，但问题仍然没有彻底解决。纳米碳化硅材料以其优异的电学特性受到世人的关注，如：宽的禁带宽度，大的热导率，很高的硬度，很高的击穿场强以及饱和漂移速率等，特别是碳化硅材料的化学性能稳定，在高温、大功率、强 抗辐射及蓝光器件等领域具有广阔的应用前景。

但是，大面积均匀的纳米SiC薄膜的的制备是该类传感器制造的瓶颈。目前，SiC薄膜的制备的方法有升华法生长(Sublimation Growth)、液相外延(Liquid Phase Epitaxy)、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition)、分子束外延(Molecular Beam Epitaxy)、溅射沉积(Sputtering deposition)。但是这些方法都不能得到大面积均匀的纳米SiC薄膜。 

发明内容

本发明的目的在于提供种一种具有纳米SiC薄膜的压力传感器，使用纳米SiC薄膜作为压力传感材料，制作的压力传感器具有高的灵敏度，好的稳定性和长的使用寿命。 

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。 

一种具有纳米SiC薄膜的压力传感器的制备方法，其特别征在于，包括下列步骤： 

a、制备纳米SiC浆料 

首先，分别研磨纳米SiC、纳米石墨，散开其团聚体，再将纳米石墨、纳米SiC、乙基纤维素按重量比用4∶7∶8比例混合作为溶质，按重量比1∶5至1∶9将溶质加入松油醇溶剂中，超声分散3-5小时后，加热到340-380K温度充分搅拌，然后过400-450目筛，最后自然冷却至室温，得纳米SiC浆料待用； 

b、制备阴极发射板 

首先，选择300-350目的金属丝网或涤纶丝网，将纳米SiC浆料丝网印刷在基板上，再进行热烧结处理，然后在退火炉中，在氮气保护下，在温度为550K-580K、时间为15-20min条件下进行退火，最后自然冷却室温，即得具有纳米SiC薄膜的阴极发射板； 

c、制备发射器件 

首先，在阴极发射板的基板上未涂布SiC层的边沿部分粘贴弹性绝缘筒，弹性绝缘筒上粘贴与基板平行的盖板，基板、弹性绝缘筒、盖板构成密闭腔体，并抽真空，然后，在盖板和基板上分别引出正、负极引线； 

d、构成传感器 

在发射器件的正、负极接入恒压电源，恒压电源的负极和发射器件的负极之间接入电流表，所述电流表的电流值表征作用于盖板与基板上的压力值。 

本发明的进一步改进和特点在于： 

所述制备纳米SiC浆料步骤中，将乙基纤维素经过研磨后，与纳米SiC、纳米石墨混合。