[发明专利]薄膜传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种薄膜传感器，其特征在于，包括：

基片；

设置在基片上的绝缘层；

以及设置在所述绝缘层上的第一薄膜热电偶、薄膜热电偶阵列和敏感栅单元3种器件中的至少两种；

所述第一薄膜热电偶用于温度测量；

所述薄膜热电偶阵列用于热流密度测量；

所述敏感栅单元用于应变测量。

2.根据权利要求1所述的薄膜传感器，其特征在于，所述第一薄膜热电偶包括第一电极和第二电极，所述第一电极的一端与所述第二电极的一端连接形成工作端，所述第一电极的外接端和所述第二电极的外接端分别用于与第一数据采集器连接。

3.根据权利要求1所述的薄膜传感器，其特征在于，所述薄膜热电偶阵列包括至少两个第二薄膜热电偶；

所述至少两个第二薄膜热电偶串联连接；

所述薄膜热电偶阵列的第一外接端和第二外接端分别用于与第二数据采集器连接。

4.根据权利要求1所述的薄膜传感器，其特征在于，所述敏感栅单元包括至少两个电阻栅；

所述至少两个电阻栅串联连接；

所述敏感栅单元的第三外接端和第四外接端分别用于与动态信号测试分析系统连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的薄膜传感器，其特征在于，还包括设置在所述第一薄膜热电偶和所述薄膜热电偶阵列上的第一热阻层和第二热阻层，所述第一热阻层的厚度大于所述第二热阻层的厚度；

所述第一薄膜热电偶的工作端与所述第一热阻层接触；所述第一薄膜热电偶的外接端与所述第二热阻层接触；

所述薄膜热电偶阵列中各第二薄膜热电偶的工作端与所述第一热阻层接触，各第二薄膜热电偶的外接点与所述第二热阻层接触。

6.一种薄膜传感器的制备方法，其特征在于，包括：

先后采用丙酮、乙醇、去离子水对基片的表面进行清洗，并于氮气气氛下获得干燥基片；

在所述干燥基片上沉积绝缘层，获得带有绝缘层的第一复合片；

在所述第一复合片的绝缘层表面沉积热电偶电极薄膜材料层和/或敏感栅材料层，获得第二复合片；

在所述第二复合片的热电偶电极薄膜材料层上沉积热阻层，获得第三复合片；

对所述第三复合片进行退火处理，获得薄膜传感器。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在所述第一复合片的绝缘层表面沉积热电偶电极薄膜材料层及敏感栅材料层，获得第二复合片，包括：

在所述绝缘层表面沉积第一薄膜热电偶的第一电极薄膜材料层及薄膜热电偶阵列中各第二薄膜热电偶的第一电极薄膜材料层；

在所述绝缘层表面沉积第一薄膜热电偶的第二电极薄膜材料及薄膜热电偶阵列中各第二薄膜热电偶的第二电极薄膜材料，以使第一薄膜热电偶的第一电极薄膜材料和第一薄膜热电偶的第二电极薄膜材料形成第一薄膜热电偶，各第二薄膜热电偶的第一电极薄膜材料和各第二薄膜热电偶的第二电极薄膜材料形成薄膜热电偶阵列；

在所述绝缘层表面所述热电偶电极薄膜材料层周围沉积敏感栅材料层，获得第二复合片。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述在所述第二复合片的热电偶电极薄膜材料层上沉积热阻层，获得第三复合片，包括：

在所述第一薄膜热电偶及各所述第二薄膜热电偶的工作端上方沉积第一热阻层；

在所述第一薄膜热电偶的外接端及各所述第二薄膜热电偶的外接点上方沉积第二热阻层；

所述第一热阻层的厚度大于所述第二热阻层的厚度。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，退火温度为800℃～1000℃，退火时间为1～4小时，退火气氛为真空。

10.根据权利要求6-9任一项所述的方法，其特征在于，所述在所述干燥基片上沉积绝缘层，获得带有绝缘层的第一复合片，包括：

采用磁控溅射沉积方式在所述干燥基片上沉积绝缘层，获得带有绝缘层的第一复合片；

所述在所述第一复合片的绝缘层表面沉积热电偶电极薄膜材料层及敏感栅材料层，获得第二复合片，包括：

采用离子束溅射沉积方式在所述第一复合片的绝缘层表面沉积热电偶电极薄膜材料层，以及采用磁控溅射沉积方式沉积敏感栅材料层，获得第二复合片；

所述在所述第二复合片的热电偶电极薄膜材料层上沉积第一热阻层和第二热阻层，获得第三复合片，包括：

采用离子束溅射沉积方式在所述第二复合片的热电偶电极薄膜材料层上沉积第一热阻层和第二热阻层，获得第三复合片。