[发明专利]一种金属基薄膜传感器的制备方法

权利要求书

1.一种金属基薄膜传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：合金基板的表面处理：先后采用丙酮、乙醇和去离子水对待测合金基板的表面进行清洗，清洗后干燥；

步骤2：在合金基板上沉积NiCrAlY合金过渡层：采用直流溅射的方法将NiCrAlY合金沉积于经步骤1处理后的合金基板上、作为过渡层，得到带NiCrAlY合金过渡层的复合基板；

步骤3：Al₂O₃热生长层的制备：将经步骤2处理后得到的复合基板置于真空热处理炉内，在10^-3～10^-4Pa真空环境及950～1200℃温度条件下析铝处理3～10h；然后，保持950～1200℃温度并通入氧气至0.7～1atm，氧化处理3～10h、随炉冷却至室温，得到带NiCrAlY合金过渡层及析铝氧化Al₂O₃热生长层的复合基板；

步骤4：Al₂O₃绝缘层的制备：将经步骤3处理所得的复合基板置于真空气氛及300～800℃温度条件下，采用电子束蒸发的方法蒸镀Al₂O₃绝缘层，3～10h后，得到Al₂O₃绝缘层；

步骤5：高压蒸汽封闭法处理Al₂O₃绝缘层：将步骤4得到的复合基板放入装有5～10vol.％去离子水的反应釜中，反应釜加热至100～200℃，在反应釜内气压为1～10atm的条件下处理5-50min，冷却后取出复合基板，干燥；

步骤6：薄膜传感器功能层及Al₂O₃保护层的制备：将步骤5得到的复合基板置于真空腔体中，采用射频磁控溅射的方法在Al₂O₃绝缘层上制备薄膜传感器功能层；然后在真空气氛及400℃温度下、采用电子束蒸发的方法在Al₂O₃绝缘层和薄膜传感器功能层的表面蒸镀Al₂O₃、作为保护层；从而得到本发明所述金属基薄膜传感器。

2.根据权利要求1所述的金属基薄膜传感器的制备方法，其特征在于，步骤1所述合金基板为镍合金基板。

3.根据权利要求1所述的金属基薄膜传感器的制备方法，其特征在于，步骤4中采用电子束蒸发的方法蒸镀Al₂O₃绝缘层时，所述真空气氛的真空度为10^-3～10^-4Pa。

4.根据权利要求1所述的金属基薄膜传感器的制备方法，其特征在于，步骤5所述高压蒸汽封闭法处理Al₂O₃绝缘层时，首先将步骤4处理后得到的复合基板放置于反应釜内，并在反应釜内加入5～10vol.％的去离子水，将反应釜封闭并加热至100～200℃，控制反应釜内气压为1～10atm，反应时间为5～50min，冷却后取出复合基板，在100～150℃烘箱中干燥1～5h。

5.根据权利要求1所述的金属基薄膜传感器的制备方法，其特征在于，步骤5中所述高压蒸汽封闭法处理Al₂O₃绝缘层时，反应釜内气压为1～3atm，温度为100～110℃。

6.根据权利要求1所述的金属基薄膜传感器的制备方法，其特征在于，步骤4和步骤6所述制备Al₂O₃绝缘层和Al₂O₃保护层时，采用的蒸镀原料为高纯度的Al₂O₃，原料Al₂O₃的纯度不低于99.99wt％。