【11】證書號數：I428591 【45】公告日： 中華民國 103 (2014) 年 03 月 01 日 【51】Int. Cl.： G01N27/12 (2006.01) 發明 全 8 頁 【54】名 稱：氧化鋅奈米結構氣體感測器及其製造方法 【21】申請案號：099146637 【22】申請日： 中華民國 99 (2010) 年 12 月 29 日 【11】公開編號：201226894 【43】公開日期： 中華民國 101 (2012) 年 07 月 01 日 【72】發 明 人： 劉文超 (TW) ；陳慧英 (TW) ；陳泰佑 (TW) ；吳建昇 (TW) ；許啟祥 (TW)
【71】申 請 人： 國立成功大學 NATIONAL CHENG KUNG
UNIVERSITY 臺南市東區大學路 1 號 【74】代 理 人： 葉大慧 【56】參考文獻： KR 2010130379A US 2006/0001029A1 審查人員：朱姍姍 [57]申請專利範圍 1. 一種氧化鋅奈米結構氣體感測器，係用以偵測還原性氣體且包括：一基板，係具有一表 面；一第一指叉狀電極，係設置於該基板之表面上且具有複數個第一指狀突起；一第二 指叉狀電極，係設置於該基板之表面上，但不與該第一指叉狀電極接觸，該第二指叉狀 電極具有複數個第二指狀突起，該複數個第二指狀突起與該複數個第一指狀突起相互指 叉而不接觸，使得該每一第一指狀突起與該每一第二指狀突起間形成一間距，該間距係 為 2μm 至 50μm；一晶種層，係設置於該第一指叉狀電極、該第二指叉狀電極以及部分 該基板之表面上；以及複數個氧化鋅奈米結構，係形成於該晶種層上。 2. 如申請專利範圍第 1 項所述之氧化鋅奈米結構氣體感測器，其中該還原性氣體係為氨氣 (NH3 )。 3. 如申請專利範圍第 1 項所述之氧化鋅奈米結構氣體感測器，其中該第一指叉狀電極係為 鋁(Al)、鉑(Pt)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、金(Au)、鈦(Ti)、鈀(Pd)、銅(Cu)或此等之組合。 4. 如申請專利範圍第 1 項所述之氧化鋅奈米結構氣體感測器，其中該第二指叉狀電極係為 鋁、鉑、鉻、鎳、金、鈦、鈀、銅或此等之組合。 5. 如申請專利範圍第 1 項所述之氧化鋅奈米結構氣體感測器，其中該複數個氧化鋅奈米結 構係為奈米線(nanowires)、奈米柱(nanorods)、奈米粒子(nanoparticles)或奈米管 (nanotubes)。 6. 如申請專利範圍第 1 項所述之氧化鋅奈米結構氣體感測器，其中該晶種層係為氧化鋅或 摻雜ⅢA 族金屬之氧化鋅。 7. 如申請專利範圍第 6 項所述之氧化鋅奈米結構氣體感測器，其中該摻雜ⅢA 族金屬之氧 化鋅係為摻雜鋁之氧化鋅(Al-doped ZnO；AZO)、摻雜鎵之氧化鋅(Ga-doped ZnO；GZO) 或摻雜銦之氧化鋅(In-doped ZnO；IZO)。
8. 如申請專利範圍第 1 項所述之氧化鋅奈米結構氣體感測器，其中該基板係為絕緣材質。 9. 如申請專利範圍第 1 項所述之氧化鋅奈米結構氣體感測器，其中該基板係為藍寶石
(Sapphire)、矽基板(Silicon wafer)、玻璃或ⅢA-VA 族化合物半導體。
-10. 一種氧化鋅奈米結構氣體感測器的製造方法，且該感測器係用以偵測還原性氣體，該方 法係包括：步驟 A：於一基板之一表面形成一第一指叉狀電極與一第二指叉狀電極，該 第一指叉狀電極具有複數個第一指狀突起，該第二指叉狀電極不與該第一指叉狀電極接 觸且具有複數個第二指狀突起，該複數個第二指狀突起與該複數個第一指狀突起相互指 叉，使得該每一第一指狀突起與該每一第二指狀突起間形成一間距，該間距係為 2μm 至 50μm；步驟 B：於該第一指叉狀電極、該第二指叉狀電極以及部分該基板之表面上形成 一晶種層；以及步驟 C：形成複數個氧化鋅奈米結構於該晶種層上。 11. 如申請專利範圍第 10 項所述之氧化鋅奈米結構氣體感測器的製造 方法，其中該步驟 A 係利用鍍膜以及黃光微影製程(Photolithographic process)之方式，使得該第一指叉狀電極 以及該第二指叉狀電極形成於該基板之表面上。 12. 如申請專利範圍第 10 項所述之氧化鋅奈米結構氣體感測器的製造方法，其中該步驟 B 係利用濺鍍之方式，使得該晶種層形成於該第一指叉狀電極、該第二指叉狀電極以及部 分該基板之表面上。 13. 如申請專利範圍第 10 項所述之氧化鋅奈米結構氣體感測器的製造方法，其中該步驟 C 係利用水熱法(Hydrothermal)、金屬有機氣相沉積法(MOCVD)、化學氣相沉積法(CVD)、 脈衝雷射沉積法(PLD)、分子束磊晶成長法(MBE)或電化學法(ED)，以形成該複數個氧化 鋅奈米結構於該晶種層上。 圖式簡單說明 第一圖係本發明之氧化鋅奈米結構氣體感測器的立體組合圖。 第二圖係本發明之氧化鋅奈米結構氣體感測器的立體拆解圖。 第三圖係本發明之氧化鋅奈米結構氣體感測器之第一指叉狀電極與第二指叉狀電極的示 意圖。 第四圖係本發明之氧化鋅奈米結構氣體感測器的製造方法的流程圖。 第五圖係本發明實施例一至實施例四於工作溫度 200℃下對 1000ppm 氨氣之感測靈敏度 的關係圖。 第六圖係本發明實施例一以及實施例三於不同工作溫度下對 1000ppm 氨氣之感測靈敏度 的關係圖。 第七圖係本發明實施例一以及實施例三於工作溫度 200℃下對 1000ppm 氨氣的暫態響應 圖。 (2) 3354
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