[发明专利]氢气传感器芯体用介质材料、氢气传感器芯体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氢气传感器芯体的制备方法，包括以下步骤：

（1）先清洗基片表面，再去除基片表面的自然氧化层；

（2）在经过步骤（1）处理后的基片表面制备非晶碳薄膜；

（3）在非晶碳薄膜表面上制备氢气敏感层；

所述步骤（2）中，制备非晶碳薄膜的方法为离子束溅射；

所述非晶碳薄膜为N掺杂非晶碳薄膜，N在N掺杂非晶碳中的原子百分含量＜15%；所述非晶碳薄膜的厚度为2nm～300nm；所述离子束溅射的工艺为：采用石墨靶材作为溅射源，以N₂和Ar的混合气体作为起辉和溅射气体，N₂和Ar的分压比为1∶2～1∶6，离子能量450eV～650eV，离子束流40mA～60mA，放电电压35V～55V，加速电压60V～100V。

2.一种氢气传感器芯体的制备方法，包括以下步骤：

（1）先清洗基片表面，再去除基片表面的自然氧化层；

（2）在经过步骤（1）处理后的基片表面制备非晶碳薄膜；

（3）在非晶碳薄膜表面上制备氢气敏感层；

所述步骤（2）中，制备非晶碳薄膜的方法为磁控溅射；

所述非晶碳薄膜为N掺杂非晶碳薄膜，N在N掺杂非晶碳中的原子百分含量＜15%；所述非晶碳薄膜的厚度为2nm～300nm；所述磁控溅射的工艺为：采用石墨靶材作为溅射源，溅射方式为直流溅射，以N₂和Ar的混合气体作为起辉和溅射气体，N₂和Ar的分压比为1∶2～1∶6，气体压强0.8Pa～2Pa，溅射功率50W～110W。

3.根据权利要求1或2所述的氢气传感器芯体的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，制备氢气敏感层的方法包括磁控溅射、离子束溅射、脉冲激光沉积、热蒸发或电子束蒸发。

4.根据权利要求1或2所述的氢气传感器芯体的制备方法，其特征在于，所述基片包括N型硅基片或P型硅基片。

5.根据权利要求1或2所述的氢气传感器芯体的制备方法，其特征在于，所述基片的电阻率为0.001Ω·cm～30 Ω·cm。

6.根据权利要求1或2所述的氢气传感器芯体的制备方法，其特征在于，所述氢气敏感层包括金属钯薄膜或钯合金薄膜。

7.根据权利要求1或2所述的氢气传感器芯体的制备方法，其特征在于，所述氢气敏感层的厚度为2nm～300nm。

8.一种如权利要求1～7任一项所述的氢气传感器芯体的制备方法所制备的氢气传感器芯体在MOS电容氢气传感器中的应用。