一种微型光离子探测器及其制备方法与流程

本发明涉及光离子探测器，尤其涉及一种微型光离子探测器及其制备方法。

背景技术：

1、微型光离子探测器具有合理的检测能力（低至数十皮克）和动态范围（最高可达6年）。微型光离子探测器主要由mems芯片及高压紫外灯组成，其中，紫外灯放置在mems芯片沟道正上方，结构图如图2所示。微气相色谱设备是挥发性有机化合物的快速原位分析的重要设备，被广泛应用于环境监测、气体泄漏等应用检测和医疗保健场景中。微型光离子探测器的灵敏度决定了微气相色谱系统的灵敏度，然而，现有的微型光离子探测器的灵敏度仍需进一步提升。因此，提高微型光离子探测器的灵敏度，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种微型光离子探测器及其制备方法，用于提高微型光离子探测器的灵敏度。

2、有鉴于此，本发明第一方面提供了一种微型光离子探测器，包括芯片，芯片包括从下而上依次设置的基底层、硅片层和金属电极层；

3、硅片层和金属电极层中部开设成预设形状结构的窗口，窗口的顶部距离为250µm~380µm，窗口的底部距离不小于200µm。

4、可选地，窗口内的沟道表面配置为疏水材料。

5、可选地，疏水材料为氧化硅或聚偏二氟乙烯或聚二甲基硅氧烷。

6、可选地，基底层为玻璃。

7、可选地，基底层的厚度为100µm~550µm。

8、可选地，硅片层的厚度为350µm~550µm。

9、可选地，金属电极层的厚度为100µm~550µm。

10、可选地，金属电极层的材料为金或铂或铝。

11、可选地，预设形状结构的窗口由干法刻蚀和湿法刻蚀结合制作而成。

12、可选地，还包括高压紫外灯，高压紫外灯配置在预设形状结构的窗口的正上方。

13、本发明第二方面提供了一种用于制备本发明中第一方面任一种所述的微型光离子探测器的制备方法，包括：

14、将基底层和硅片层使用阳极键合工艺键合；

15、对硅片层表面进行图形化，制备出刻蚀窗口的图形；

16、在硅片层上表面的刻蚀窗口外的位置镀上金属电极层；

17、在刻蚀窗口的图形位置采用干法刻蚀方式刻蚀预设深度；

18、在干法刻蚀的位置采用湿法刻蚀方式刻蚀出预设形状结构的窗口。

19、从以上技术方案可以看出，本发明提供的微型光离子探测器具有以下优点：

20、本发明提供的微型光离子探测器，包括芯片，芯片包括从下而上依次设置的基底层、硅片层和金属电极层，硅片层和金属电极层中部开设成预设形状结构的窗口，窗口的顶部距离为250µm~380µm，窗口的底部距离不小于200µm。本发明提供的微型光离子探测器结构，在保证激活面积和电压一定的情况下，减少了电极间距，增大了电场，可以将极微量的检测物所电离的带电离子收集，增加了灵敏度。解决了现有的微型光离子探测器的灵敏度低的技术问题。

21、同时，本发明提供的微型光离子探测器，将窗口内的沟道表面配置为疏水材料，可以防止检测分子中的极性分子或者环境中的水分子吸附在沟道表面，从而延长了微型光离子探测器的寿命。

技术特征：

1.一种微型光离子探测器，其特征在于，包括芯片，芯片包括从下而上依次设置的基底层、硅片层和金属电极层；

2.根据权利要求1所述的微型光离子探测器，其特征在于，窗口内的沟道表面配置为疏水材料。

3.根据权利要求2所述的微型光离子探测器，其特征在于，疏水材料为氧化硅或聚偏二氟乙烯或聚二甲基硅氧烷。

4.根据权利要求1所述的微型光离子探测器，其特征在于，基底层为玻璃。

5.根据权利要求4所述的微型光离子探测器，其特征在于，基底层的厚度为100µm~550µm。

6.根据权利要求1所述的微型光离子探测器，其特征在于，硅片层的厚度为350µm~550µm。

7.根据权利要求1所述的微型光离子探测器，其特征在于，金属电极层的厚度为100µm~550µm。

8.根据权利要求1所述的微型光离子探测器，其特征在于，预设形状结构的窗口由干法刻蚀和湿法刻蚀结合制作而成。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的微型光离子探测器，其特征在于，还包括高压紫外灯，高压紫外灯配置在预设形状结构的窗口的正上方。

10.一种用于制备权利要求1-9中任一项所述的微型光离子探测器的制备方法，其特征在于，包括：

技术总结本发明公开了一种微型光离子探测器及其制备方法，微型光离子探测器包括芯片，芯片包括从下而上依次设置的基底层、硅片层和金属电极层，硅片层和金属电极层中部开设成预设形状结构的窗口，窗口的顶部距离为250µm~380µm，窗口的底部距离不小于200µm。本发明提供的微型光离子探测器结构，在保证激活面积和电压一定的情况下，减少了电极间距，增大了电场，可以将极微量的检测物所电离的带电离子收集，增加了灵敏度。解决了现有的微型光离子探测器的灵敏度低的技术问题。技术研发人员：王俊奇,张伟,孙泽,孔骏,梁为亮,周玉龙受保护的技术使用者：精智未来（广州）智能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/17