[发明专利]一种基于CMOS工艺的复合电极式pH传感器及其制备方法

摘要

本发明提供了一种基于CMOS工艺的复合电极式pH传感器及其制备方法，传感器包括基底、传感检测区、工作电极、参比电极、电极引线和焊盘。工作电极制作在传感检测区上方，参比电极位于传感检测区内部；制备方法包括以下步骤：采用氧化铝陶瓷材料制作基底；制作半导体衬底与阱区；制作参比电极；制作隔离区与电极氧化层；制作金属铝层；制作工作电极；制作电极引线；制作焊盘。本发明采用CMOS技术，并将参比电极制作于器件内部，确保参比电极不受外界环境的干扰与影响，提高了参比电极的稳定性，所述传感器具有稳定性好、灵敏度高、重复性好等特点，易于集成、小型化，适用于土壤栽培基质等非均相体系的pH的原位测量，解决含水量较少情况下pH测量难题。

主权项

1.一种基于CMOS工艺的复合电极式pH传感器，其特征在于，包括基底(1)、传感检测区(2)、工作电极(3)、电极引线(4)和焊盘(5)；所述基底(1)的正面开有一个长方形槽(11)，所述长方形槽(11)上侧开有电极引线槽；在所述长方形槽(11)上制作传感检测区(2)，在所述电极引线槽上分别附电极引线(4)，并在电极引线(4)上制作焊盘(5)；所述传感检测区(2)包括环氧树脂层(21)、硅片衬底、阱区、参比电极(24)、第一SiO₂层(25)、金属铝层(26)和第二SiO₂层(27)；所述环氧树脂层(21)将硅片衬底与基底(1)连接；硅片衬底上部分注入阱区，阱区包括第一阱区、第二阱区和第三阱区；第一阱区上方沉积有参比电极(24)；接着在整个传感检测区(2)上方沉积第一SiO₂层(25)；第一SiO₂层(25)上在第一阱区与第二阱区中间位置制作金属铝层(26)；然后在整个传感检测区(2)上方沉积第二SiO₂层(27)；在各电极引出位置加工圆柱凹坑作为导电连接区，并加入导电金属，在第二阱区正上方位置的第二SiO₂层(27)上沉积工作电极(3)；焊盘(5)包括参比电极输出端(51)、电压输入正端(52)、工作电极输出端(53)、电压输入负端(54)；所述参比电极输出端(51)、电压输入正端(52)、工作电极输出端(53)、电压输入负端(54)分别通过电极引线(4)与各自的导电连接区连接。