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多孔硅(Porous Silicon,PS)是在硅基底上通过腐蚀形成的一种具有多孔性结构的材料。多孔硅具有大的比表面积、高的表面化学活性和易于实现气体分子吸附等优点,因此以多孔硅为气敏材料或衬底结构的研究得到了广泛关注。本文在多孔硅的研究基础上,利用不同的硅刻蚀工艺设计并制备了一种新型的微结构硅阵列(microstructure silicon array,MSSA)传感结构,并基于此结构制备了两种具有不同敏感薄膜的新型微结构硅氨气(NH3)传感器。研究主要内容归纳如下:利用碱法刻蚀工艺制备了MSSA传感结构,采用原位自组装工艺在MSSA上沉积了聚苯胺(PANI)敏感薄膜,并在薄膜上蒸镀金叉指电极,完成了PANI/MSSA薄膜传感器的制备。室温条件下,对比研究了不同碱法刻蚀时间(0min,2min,4min和6min)引起的微结构硅的不同高度对传感器NH3敏感性能的影响,优化了工艺参数。实验结果表明,与基于平面硅基的PANI/Si薄膜传感器相比,PANI/MSSA薄膜传感器显示出更佳的NH3敏特性;碱法刻蚀时间为4min,微结构硅高度为400.7nm时的PANI/MSSA薄膜传感器响应最大,灵敏度最高,且重复性及选择性良好。形貌分析发现,PANI敏感膜呈现纳米棒网状结构,且高度为400.7nm的MSSA表面PANI薄膜生长地更均匀、致密。分析认为高度400.7nm的微结构硅圆包结构更有利于薄膜的生长。结合能级理论分析了PANI/MSSA薄膜传感器的敏感机理并建立了机理模型。基于反应离子刻蚀(RIE)工艺及真空蒸发镀膜工艺制备了新型并五苯(Pentacene)/MSSA薄膜传感器,并初步研究了其NH3敏性能及气敏机理。实验发现,刻蚀高度对器件性能具有显著的影响作用,对1.5min、3min、4.5min和6min四组不同刻蚀时间下产生的不同微结构硅高度的传感器性能进行对比,发现刻蚀时间为4.5min,柱状微结构硅高度为684.8nm的器件具有最佳响应特性,且重复性和选择性良好。扫描电镜(SEM)分析结果表明,MSSA结构呈现规则、有序的圆柱阵列形貌,并五苯纳米颗粒均匀地沉积在MSSA表面,有效地提高了Pentacene/MSSA纳米薄膜传感器的气敏特性。分析了Pentacene/MSSA薄膜传感器的气敏机理。