屬電極4，隔離層2處于襯底I的表面，襯底I沒有隔離層的另一面為空腔結(jié)構(gòu)，石墨烯電極3位于隔離層2之上，金屬電極4位于石墨烯電極3的兩端。
[0046]襯底I材料為硅，隔離層2材料為二氧化硅，隔離層厚度為5 μ m，石墨烯電極3為彎曲的石墨烯薄膜，金屬電極以鈦(Ti)作為粘附層在表面沉積金(Au)形成的金屬構(gòu)成，鈦(Ti)厚度為30nm，金(Au)厚度為500nmo
[0047]該實施方式的石墨烯氣體流量傳感器的制備方法包括如下步驟:
[0048](1)、取一硅片作為襯底1，通過刻蝕在襯底I 一面形成空腔，空腔沒有穿透整個硅片，如圖3-1和3-2所不；
[0049](2)、在襯底I沒有刻蝕空腔的另一表面通過LPCVD(低壓化學氣相沉積)或者PECVD (等離子增強化學氣相沉積)沉積一層5 μ m厚的二氧化硅作為隔離層2，如圖3_3所示;
[0050](3)、將石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到隔離層2表面，通過刻蝕或者剝離工藝將石墨烯薄膜圖形化形成彎曲結(jié)構(gòu)以完成石墨烯電阻3制作，如圖3-4所示；
[0051](4)、在石墨烯電阻3表面通過濺射或者熱蒸發(fā)沉積一層30nm的鈦(Ti)粘附層，然后再在鈦(Ti)表面沉積一層500nm的金(Au)，利用刻蝕或者剝離工藝制作出金屬電極4。
[0052]實施方式2:如圖4所示，本發(fā)明所提供的基于石墨烯的流量傳感器芯片包括襯底1，隔離層2，石墨烯電阻3和金屬電極4，隔離層2處于襯底I的表面，襯底I沒有隔離層的另一面為空腔結(jié)構(gòu)，石墨烯電極3位于隔離層2之上，金屬電極4位于石墨烯電極3的兩端。
[0053]襯底I材料為硅，隔離層2材料為二氧化硅，二氧化硅厚度為3 μ m，石墨烯電極3為彎曲的石墨烯薄膜，金屬電極以鎳(Ni)作為粘附層在表面沉積金(Au)形成的金屬構(gòu)成，镲(Ni)厚度為20nm，金(Au)厚度為200nmo
[0054]該實施方式的石墨烯氣體流量傳感器的制備方法包括如下步驟:
[0055](I)、在襯底I 一表面通過LPCVD (低壓化學氣相沉積)或者PECVD (等離子增強化學氣相沉積)沉積一層3 μπι厚的二氧化硅，完成隔離層2的制作；
[0056](2)、在襯底I無二氧化硅表面刻腐空腔，將隔離層下方的硅全部刻蝕掉；
[0057](3)、將石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到隔離層2表面，通過刻蝕或者剝離工藝將石墨烯薄膜圖形化形成彎曲結(jié)構(gòu)以完成石墨烯電阻3制作；
[0058](4)、在石墨烯電阻3表面通過濺射或者熱蒸發(fā)沉積一層20nm的鎳(Ni)粘附層，然后再在鎳(Ni)表面沉積一層200nm的金(Au)，利用刻蝕或者剝離工藝制作出金屬電極4。
[0059]實施方式3:如圖5所示，本發(fā)明所提供的基于石墨烯的流量傳感器芯片包括襯底1，隔離層2，石墨烯電阻3和金屬電極4，隔離層2處于襯底I的表面，襯底I沒有隔離層的另一面為空腔結(jié)構(gòu)，石墨烯電極3位于隔離層2之上，金屬電極4位于石墨烯電極3的兩端。
[0060]襯底I材料為硅，隔離層2材料為二氧化硅和氮化硅兩層結(jié)構(gòu)，二氧化硅厚度為3 μ m，氮化娃厚度為3微米，石墨稀電極3為彎曲的石墨稀薄膜，金屬電極以镲(Ni)作為粘附層在表面沉積金(Au)形成的金屬構(gòu)成，镲(Ni)厚度為20nm，金(Au)厚度為200nm。
[0061]該實施方式的石墨烯氣體流量傳感器的制備方法包括如下步驟:
[0062](I)、取一硅片作為襯底1，通過刻蝕在襯底I 一面形成空腔；
[0063](2)、在襯底I沒有刻蝕空腔的另一表面通過LPCVD(低壓化學氣相沉積)或者PECVD (等離子增強化學氣相沉積)沉積一層3 μ m厚的氮化硅，再在氮化硅表面沉積一層3 μ m 二氧化硅，完成隔離層2的制作；
[0064](3)、將石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到隔離層2表面，通過刻蝕或者剝離工藝將石墨烯薄膜圖形化形成彎曲結(jié)構(gòu)以完成石墨烯電阻3制作；
[0065](4)、在石墨烯電阻3表面通過濺射或者熱蒸發(fā)沉積一層20nm的鎳(Ni)粘附層，然后再在鎳(Ni)表面沉積一層200nm的金(Au)，利用刻蝕或者剝離工藝制作出金屬電極4。
[0066]實施方式4:如圖1所示，本發(fā)明所提供的基于石墨烯的流量傳感器芯片包括襯底1，隔離層2，石墨烯電阻3和金屬電極4，隔離層2處于襯底I的表面，襯底I沒有隔離層的另一面為空腔結(jié)構(gòu)，石墨烯電極3位于隔離層2之上，金屬電極4位于石墨烯電極3的兩端。
[0067]襯底I材料為玻璃，隔離層2材料為氮化娃，氮化娃厚度為2 μ m，石墨稀電極3為彎曲的石墨烯薄膜，金屬電極以鎳(Ni)作為粘附層在表面沉積金(Au)形成的金屬構(gòu)成，鎳(Ni)厚度為20nm，金(Au)厚度為200nmo
[0068]該實施方式的石墨烯氣體流量傳感器的制備方法包括如下步驟:
[0069](I)、取一玻璃片作為襯底1，通過刻蝕在襯底I 一面形成空腔，空腔未穿透整個玻璃片；
[0070](2)、在襯底I沒有刻蝕空腔的另一表面通過LPCVD(低壓化學氣相沉積)或者PECVD(等離子增強化學氣相沉積)沉積一層2 μπι厚的氮化硅，完成隔離層2的制作；
[0071](3)、將石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到隔離層2表面，通過刻蝕或者剝離工藝將石墨烯薄膜圖形化形成彎曲結(jié)構(gòu)以完成石墨烯電阻3制作；
[0072](4)、在石墨烯電阻3表面通過濺射或者熱蒸發(fā)沉積一層20nm的鎳(Ni)粘附層，然后再在鎳(Ni)表面沉積一層200nm的金(Au)，利用刻蝕或者剝離工藝制作出金屬電極4。
[0073]實施方式5:如圖6所示，本發(fā)明所提供的基于石墨烯的流量傳感器芯片包括襯底I，石墨烯電阻3和金屬電極4，襯底I的一面具有空腔，石墨烯電極3位于襯底I沒有空腔的面之上，金屬電極4位于石墨烯電極3的兩端。
[0074]襯底I材料為玻璃，石墨烯電極3為彎曲的石墨烯薄膜，金屬電極以鎳(Ni)作為粘附層在表面沉積金(Au)形成的金屬構(gòu)成，镲(Ni)厚度為20nm，金(Au)厚度為200nm。
[0075]該實施方式的石墨烯氣體流量傳感器的制備方法包括如下步驟:
[0076](I)、取一玻璃片作為襯底1，通過刻蝕在襯底I 一面形成空腔，石墨烯電阻下方玻璃未被完全腐蝕以提供支撐；
[0077](2)、將石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到襯底I沒有刻蝕空腔表面上，通過刻蝕或者剝離工藝將石墨烯薄膜圖形化形成彎曲結(jié)構(gòu)以完成石墨烯電阻3制作；
[0078](3)、在石墨烯電阻3表面通過濺射或者熱蒸發(fā)沉積一層20nm的鎳(Ni)粘附層，然后再在鎳(Ni)表面沉積一層200nm的金(Au)，利用刻蝕或者剝離工藝制作出金屬電極4。
[0079]應(yīng)當理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于石墨烯的流量傳感器芯片，其特征在于，包括襯底、隔離層、石墨烯電阻和金屬電極，隔離層設(shè)置在襯底上表面，石墨烯電阻位于隔離層上，石墨烯電阻兩端設(shè)有金屬電極；襯底下表面部分設(shè)有空腔結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量傳感器芯片，其特征在于，金屬電極包含粘附層和金屬層O3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量傳感器芯片，其特征在于，石墨烯電阻為條形彎曲結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量傳感器芯片，其特征在于，襯底上的空腔結(jié)構(gòu)通過從襯底上無隔離層的表面刻蝕襯底材料形成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量傳感器芯片，其特征在于，襯底的材料為硅或者玻璃。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量傳感器芯片，其特征在于，隔離層的材料為二氧化硅或者氮化硅。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流量傳感器芯片，其特征在于，金屬電極的粘附層的材料為鈦、鎳或者鉻，金屬電極的金屬層的材料為金或者鋁。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量傳感器芯片，其特征在于，隔離層為由一層或者多層氮化硅或者二氧化硅構(gòu)成的薄膜。9.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的流量傳感器芯片，其特征在于，位于石墨烯電阻下方與隔離層接觸的襯底材料被完全刻蝕形成空腔，或者只刻蝕剩下一層薄襯底。10.一種基于石墨烯的流量傳感器芯片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 通過刻蝕在襯底的一面形成空腔結(jié)構(gòu)； 在襯底沒有刻蝕空腔結(jié)構(gòu)的另一表面沉積隔離層； 將石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到隔離層表面，通過刻蝕或者剝離工藝將石墨烯薄膜圖形化形成石墨稀電阻； 在石墨烯電阻表面通過濺射或者熱蒸發(fā)沉積金屬層，利用刻蝕或者剝離工藝制作出金屬電極。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于石墨烯的流量傳感器芯片及其制備方法，其中芯片包括襯底、隔離層、石墨烯電阻和金屬電極，隔離層設(shè)置在襯底上表面，石墨烯電阻位于隔離層上，石墨烯電阻兩端設(shè)有金屬電極；襯底下表面部分設(shè)有空腔結(jié)構(gòu)。本發(fā)明基于石墨烯的熱膜式流量傳感器通過測量氣體流過石墨烯電阻表面后石墨烯電阻阻值的變化來測量氣體流量，具有體積小，結(jié)構(gòu)簡單，功耗低等優(yōu)點，克服了現(xiàn)有MEMS流量傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝繁瑣，成本高和功耗大的問題。
【IPC分類】G01F1/56, B81B7/02
【公開號】CN104891425
【申請?zhí)枴緾N201510323251
【發(fā)明人】劉勝, 徐春林, 周穎, 周泉, 郭醒
【申請人】武漢飛恩微電子有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月12日