[发明专利]基于改性硅纳米线的气敏元件及其制备方法和应用

摘要

本发明提供基于改性硅纳米线的气敏元件及其制备方法和应用，包含p型或n型单晶硅片基底和铂电极，所述单晶硅片基底与铂电极之间有经刻蚀改性形成的粗糙表面硅纳米线阵列敏感层。对硅基片上原位形成的硅纳米线进行各向异性后刻蚀结构改性处理，化学刻蚀剂和单晶硅之间发生各向异性化学反应，使纳米线表面被显著粗糙化，明显增大了硅纳米线与气体接触的表面积并同时创造了高密度非稳表面态，提高了纳米线表面的气体吸附面积和气体吸附能力；各向异性后刻蚀结构改性技术明显降低了硅纳米线的阵列密度，从而明显改善了气体在其中的扩散能力。

主权项

基于改性硅纳米线的气敏元件，其特征在于：包含p型或n型单晶硅片基底和铂电极，所述单晶硅片基底与铂电极之间设置经刻蚀改性形成的粗糙表面硅纳米线阵列敏感层，按照下述步骤进行：步骤1，将清洗好的硅片放入化学刻蚀溶液中进行刻蚀形成硅纳米线阵列，化学刻蚀溶液为硝酸银和氢氟酸的水溶液，氢氟酸浓度范围在4M‑6M，硝酸银浓度范围在0.01M‑0.03M；步骤2，将步骤1中得到的硅片用去离子水清洗后放入硝酸，去除硅纳米线刻蚀过程中形成的银颗粒覆盖层，干燥后得到硅纳米线阵列；步骤3，将步骤2中得到的硅纳米线阵列放入到碱性溶液中进行后刻蚀处理，清洗干燥后，得到具有高活性粗糙表面的改性硅纳米线阵列；步骤4，利用磁控溅射方法，在步骤3中得到的改性硅纳米线阵列表面镀铂电极，形成电极与硅片表面纳米线间的欧姆接触。