本公開(kāi)屬于半導(dǎo)體傳感器制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器及其制備方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體刻蝕工藝主要分為干法刻蝕與濕法刻蝕。其中，干法刻蝕主要包括離子束濺射刻蝕(物理作用)、等離子體刻蝕(化學(xué)作用)、反應(yīng)離子刻蝕(物理化學(xué)作用)；濕法刻蝕主要包括化學(xué)刻蝕、電解刻蝕。濕法刻蝕的優(yōu)點(diǎn)是選擇性好、重復(fù)性好、生產(chǎn)效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低。濕法刻蝕的缺點(diǎn)是鉆刻嚴(yán)重、會(huì)產(chǎn)生大量的化學(xué)廢液。

干法刻蝕的優(yōu)點(diǎn)是各向異性好，選擇比高，可控性、靈活性、重復(fù)性好，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，無(wú)化學(xué)廢液，處理過(guò)程不引入污染物，潔凈度高。但是干法刻蝕的缺點(diǎn)是成本太高，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，本公開(kāi)揭示了一種微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器的制備方法，包括如下步驟：

s100、將硅片清洗烘干，涂底，旋轉(zhuǎn)涂光刻膠，在光刻膠上覆蓋掩膜版，對(duì)準(zhǔn)掩膜版，曝光，去除掩膜版，顯影，硬烘，得到預(yù)刻蝕硅板；

s200、采用刻蝕劑對(duì)步驟s100得到的預(yù)刻蝕硅板進(jìn)行深硅，去膠，激光打孔、劃片，得傳感器電極預(yù)制硅板；

s300、在步驟s200中得到的預(yù)制硅板表面進(jìn)行濺射鍍膜，鍍上一層導(dǎo)電金屬膜，封裝，得到微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器。

本公開(kāi)還揭示一種微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器；

所述傳感器包括依次設(shè)置的收集電極、提取電極、放電陰極；

所述收集電極包括收集電極硅層，所述收集電極硅層朝向提取電極的一側(cè)表面具有方形凹槽，且收集電極硅層朝向提取電極的一側(cè)的表面及方形凹槽的內(nèi)表面均鍍覆有ti/cu/au鍍膜；

所述提取電極包括提取電極硅層，在提取電極的兩個(gè)表面均鍍覆有ti/cu/au鍍膜；

所述提取電極中心與收集電極方形凹槽對(duì)應(yīng)位置處設(shè)置有圓形通孔，提取電極與收集電極之間設(shè)置有絕緣層，絕緣層設(shè)置于提取電極兩端與收集電極兩端對(duì)應(yīng)的位置處；

所述放電陰極包括有放電陰極硅層，所述放電陰極硅層的表面刻蝕有硅柱陣列，且放電陰極硅層的兩個(gè)表面均鍍覆有ti/cu/au鍍膜；

所述放電陰極兩端分別設(shè)置有圓形通孔；

所述放電陰極與提取電極之間設(shè)置有聚酯薄膜絕緣層。

本公開(kāi)具有以下技術(shù)效果：

1、本公開(kāi)所述的微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器的制備方法加工精度高，而且該方法加工效率高，適合于大規(guī)模生產(chǎn)。

2、本公開(kāi)所述的微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器采用三電極結(jié)構(gòu)，將硅板刻蝕到設(shè)計(jì)的形狀之后，對(duì)收集電極內(nèi)表面以及提取電極兩面進(jìn)行ti/ni/au膜的鍍膜加工，放電陰極表面直接采取icp刻蝕工藝，加工出微米級(jí)硅柱體，在硅柱體表面鍍膜，形成微米級(jí)金屬電極，起放電作用。在提取電極與收集電極分別加一電壓，使提取電極與放電陰極之間、提取電極與收集電極之間分別產(chǎn)生電場(chǎng)，放電陰極發(fā)生電離，提取電極吸收電子，收集電極收集正離子產(chǎn)生電流，這樣減少了離子對(duì)放電陰極電極的碰撞，延長(zhǎng)了傳感器使用壽命。在同一電壓、溫度下，不同的氣體濃度對(duì)應(yīng)不同的收集電極電流，當(dāng)達(dá)到單值時(shí)，即可使用此傳感器來(lái)測(cè)量氣體濃度。

附圖說(shuō)明

圖1為本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例中的微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中的微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器翻轉(zhuǎn)后的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1-收集電極、2-提取電極、3-放電陰極、101-收集電極硅層、102-鍍覆有鍍膜的收集電極、103-方形凹槽、201-提取電極硅層、202-鍍覆有鍍膜的提取電極，203-圓形通孔，204-石英玻璃絕緣層，301-電陰極硅層、302-鍍覆有鍍膜ti/cu/au的放電陰極硅層表面，303-圓形通孔，304-石英玻璃絕緣層，305-放電針陣列；

圖3為本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例中的微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器的制備方法流程圖；

圖4為本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例中的微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器的制備方法中掩膜版結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本公開(kāi)的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。

在一個(gè)實(shí)施例中，本公開(kāi)揭示了一種微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器的制備方法，包括如下步驟：

s100、將硅片清洗烘干，涂底，旋轉(zhuǎn)涂光刻膠，在光刻膠上覆蓋掩膜版，對(duì)準(zhǔn)掩膜版，曝光，去除掩膜版，顯影，硬烘，得到預(yù)刻蝕硅板；

s200、采用刻蝕劑對(duì)步驟s100得到的預(yù)刻蝕硅板進(jìn)行深硅，去膠，激光打孔、劃片，得傳感器電極預(yù)制硅板；

s300、在步驟s200中得到的預(yù)制硅板表面進(jìn)行濺射鍍膜，鍍上一層導(dǎo)電金屬膜，封裝，得到微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器。

本實(shí)施例公開(kāi)的微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器的制備方法，采用先在硅板表面涂膠，然后光刻，之后通過(guò)濺射鍍膜，得到的傳感器電極加工精度高，能夠滿足微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器的質(zhì)量需求。在光刻之后，對(duì)于硅板來(lái)說(shuō)，光刻、剝離等刻蝕工藝無(wú)法準(zhǔn)確控制深度，且較細(xì)的硅刻蝕之后通孔刻蝕需采用套刻，工藝復(fù)雜，成品率不高；故在刻蝕通孔時(shí)采用采用激光打孔技術(shù)，速度可以較快，且對(duì)硅板表面形貌影響??；在刻蝕盲孔的時(shí)候，一般采用控制度較高但速度較慢的刻蝕方式，以滿足對(duì)深度以及底面光滑程度的要求。

所述步驟s200中采用icp刻蝕技術(shù)，使用的刻蝕劑為c4f8與sf6。

所述步驟s100中在顯影后進(jìn)行堅(jiān)膜，所述堅(jiān)膜的條件為：溫度為110℃，堅(jiān)膜時(shí)間為10min。

所述步驟s200中刻蝕的深度可以視具體的傳感器類型和結(jié)構(gòu)來(lái)定，其中提取電極為通孔、收集電極為10-300um盲孔，放電陰極一般為1-10um粗5-150um高，間距為10um-500um的硅柱陣列，采用表面濺射鍍膜的方式制作放電針。

所述步驟s300中，在微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器的提取電極的兩個(gè)表面及放電陰極和收集電極的內(nèi)表面鍍上ti/x/au膜。其中ti改為過(guò)渡層金屬，濺射10nm，用于連接硅片及金屬x；x為導(dǎo)電金屬，可以使用cu、ni、au、al、zn、ge、fe等，根據(jù)放電陰極硅柱粗細(xì)，選擇濺射500nm-10um，主要作為電流層導(dǎo)電用；au為最外層，濺射50nm，用于傳感器封裝，導(dǎo)電金線的連接；

所述步驟s300中，采用封裝機(jī)對(duì)三電極進(jìn)行封裝，電極間隔離采用確定厚度(50-300um)的石英玻璃，采用絕緣涂膠(20±5um)粘貼電極與石英玻璃，減小不確定誤差。采用pcb板作為基底，收集電極背貼pcb，盲孔向上，機(jī)器打印使用金線連接收集電極表面和pcb上預(yù)制的pad；在收集電極兩個(gè)寬上涂膠，粘貼石英玻璃，二次涂膠，放置提取電極；再機(jī)器打印使用金線連接提取電極表面和pcb上預(yù)制的pad；在提取電極兩個(gè)寬上涂膠，粘貼石英玻璃，二次涂膠，放置放電陰極，機(jī)器打印使用金線連接提取電極表面和pcb上預(yù)制的pad；制作成一基于pcb板，方便安裝的傳感器。

如圖4所示：所述掩膜版為cr板。所述掩膜版采用proteldxp軟件繪制掩膜版圖形。掩膜版包括為五寸版的大圓和四寸板的小圓。對(duì)掩膜版進(jìn)行劃分的十字光標(biāo)的線寬為1mm。所述掩膜版制作為正膠掩膜版。

所述曝光后，掩膜版正膠見(jiàn)光分解，分解后的物質(zhì)沖洗掉，將掩膜版上的圖形保留下來(lái)；掩膜版負(fù)膠見(jiàn)光交聯(lián)，交聯(lián)物質(zhì)穩(wěn)定，未交聯(lián)的部分被沖洗掉，實(shí)現(xiàn)圖形從掩膜版到硅片表面的轉(zhuǎn)移。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟s200中的刻蝕劑為c4f8與sf6，其中c4f8以流量100sccm通5s，sf6以流量100sccm通8s，循環(huán)工作至刻蝕完成。

在本實(shí)施例中c4f8主要對(duì)硅片進(jìn)行刻蝕(腐蝕)，刻蝕一定時(shí)間后會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì)干擾，使用sf6“清洗”硅片，將雜質(zhì)吹走。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟s100還包括在顯影后進(jìn)行堅(jiān)膜，所述堅(jiān)膜的溫度為90至300℃，堅(jiān)膜的時(shí)間為5至30min。

在本實(shí)施例中，堅(jiān)膜的溫度和時(shí)間根據(jù)光刻膠的種類、面積、厚度決定。為了保證膜的穩(wěn)定，不對(duì)后續(xù)加工產(chǎn)生干擾，且對(duì)掩膜版的圖形達(dá)到完美轉(zhuǎn)移的目的。根據(jù)掩膜版上圖形的尺寸會(huì)選擇光刻膠的種類，且進(jìn)一步確認(rèn)堅(jiān)膜時(shí)間。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟s200中所得預(yù)制硅板包括傳感器的放電陰極、提取電極以及收集電極。

在本實(shí)施例中，放電電極用于發(fā)射電子，提取電極用于吸收正離子，保護(hù)放電針，收集電極用于收集電子產(chǎn)生放電信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)施例中，在步驟s200中放電陰極內(nèi)表面刻蝕出1-10um粗，5-150um高，間距為10um-500um的硅柱陣列，并采用表面濺射鍍膜的方式制作放電針尖。

在本實(shí)施例中，根據(jù)場(chǎng)發(fā)射原理，硅柱的深寬比越大、場(chǎng)強(qiáng)越集中、放電效果越好。而且理論上，不同粗細(xì)、高度、間距的針尖產(chǎn)生的極不均勻電場(chǎng)不一樣，最后放電(傳感器輸出)電流也不一樣。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟s300中的封裝具體為：采用封裝機(jī)對(duì)放電陰極、提取電極以及收集電極進(jìn)行封裝，電極間采用石英玻璃進(jìn)行隔離。

在本實(shí)施例中，電極間采用石英玻璃進(jìn)行隔離后，并將電極與石英玻璃進(jìn)行粘貼。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟s300中的在預(yù)制硅板表面進(jìn)行濺射鍍膜，鍍上一層導(dǎo)電金屬膜具體為：在微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器的提取電極的兩個(gè)表面及放電陰極和收集電極的內(nèi)表面鍍上ti/x/au膜；

其中，ti濺射10nm，用于連接硅片及金屬x；

x為導(dǎo)電金屬，包括cu、ni、au、al、zn、ge、fe，根據(jù)放電陰極硅柱粗細(xì)，選擇濺射500nm-10um，作為電流層導(dǎo)電用；

au為濺射的最外層，濺射50nm，用于傳感器封裝。

在本實(shí)施例中，金屬鍍膜越厚導(dǎo)電越容易，但是過(guò)厚的鍍膜會(huì)影響深寬比，對(duì)傳感器輸出電流信號(hào)大小產(chǎn)生影響，所以，金屬鍍膜的厚度需要設(shè)置在一個(gè)合適的范圍內(nèi)，更優(yōu)的，ti濺射10nm，x濺射900nm，au濺射50nm。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟s300中的濺射采用磁控濺射方式。

在本實(shí)施例中，所述磁控濺射是物理氣相沉積中的一種，磁控濺射法是實(shí)現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。因?yàn)槭窃诘蜌鈮合逻M(jìn)行高速濺射，必須有效地提高氣體的離化率。磁控濺射通過(guò)在靶陰極表面引入磁場(chǎng)，利用磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的約束來(lái)提高等離子體密度以增加濺射率。

在一個(gè)實(shí)施例中，本公開(kāi)揭示了一種微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器，

所述傳感器包括依次設(shè)置的收集電極、提取電極和放電陰極；

所述收集電極包括收集電極硅層，所述收集電極硅層朝向提取電極的一側(cè)表面具有方形凹槽，且收集電極硅層朝向提取電極的一側(cè)的表面及方形凹槽的內(nèi)表面均鍍覆有ti/cu/au鍍膜；

所述提取電極包括提取電極硅層，在提取電極的兩個(gè)表面均鍍覆有ti/cu/au鍍膜；

所述提取電極中心與收集電極方形凹槽對(duì)應(yīng)位置處設(shè)置有圓形通孔，提取電極與收集電極之間設(shè)置有絕緣層，絕緣層設(shè)置于提取電極兩端與收集電極兩端對(duì)應(yīng)的位置處；

所述放電陰極包括有放電陰極硅層，所述放電陰極硅層的表面刻蝕有硅柱陣列，且放電陰極硅層的兩個(gè)表面均鍍覆有ti/cu/au鍍膜；

所述放電陰極兩端分別設(shè)置有圓形通孔；

所述放電陰極與提取電極之間設(shè)置有聚酯薄膜絕緣層。

更優(yōu)的，所述方形凹槽的槽深為200μm。

在本實(shí)施例中，所述的微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器采用三電極結(jié)構(gòu)，將硅板刻蝕到設(shè)計(jì)的形狀之后，對(duì)收集電極內(nèi)表面以及提取電極兩面進(jìn)行ti/ni/au膜的鍍膜加工，放電陰極表面直接采取icp刻蝕工藝，加工出微米級(jí)硅柱體，在硅柱體表面鍍膜，形成微米級(jí)金屬電極，起放電作用。在提取電極與收集電極分別加一電壓，使提取電極與放電陰極之間、提取電極與收集電極之間分別產(chǎn)生電場(chǎng)，放電陰極發(fā)生電離，提取電極吸收電子，收集電極收集正離子產(chǎn)生電流，這樣減少了離子對(duì)放電陰極電極的碰撞，延長(zhǎng)了傳感器使用壽命。在同一電壓、溫度下，不同的氣體濃度對(duì)應(yīng)不同的收集電極電流，當(dāng)達(dá)到單值時(shí)，即可使用此傳感器來(lái)測(cè)量氣體濃度。

在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1和圖2所示：本實(shí)施例的微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器包括依次設(shè)置的收集電極1、提取電極2、放電陰極3，收集電極包括收集電極硅層101，收集電極硅層朝向提取電極的一側(cè)表面具有槽深為200μm的方形凹槽103，收集電極硅層朝向提取電極的一側(cè)的表面及方形凹槽的內(nèi)表面均鍍覆有收集電極ti/cu/au鍍膜102；提取電極包括提取電極硅層201以及鍍覆在提取電極兩面的提取電極ti/cu/au鍍膜202，提取電極中心與收集電極方形凹槽對(duì)應(yīng)位置設(shè)置有圓形通孔203，提取電極與收集電極之間設(shè)置有石英玻璃絕緣層204，絕緣層設(shè)置與提取電極兩端與收集電極兩端對(duì)應(yīng)的位置處；放電陰極包括放電陰極硅層301以及設(shè)置在放電陰極硅層表面的ti/cu/au膜302，放電陰極兩端分別設(shè)置有圓形通孔303，放電陰極與提取電極之間設(shè)置有石英玻璃絕緣層304，絕緣層設(shè)置在放電陰極兩端與提取電極兩端分別對(duì)應(yīng)的位置處；放電陰極內(nèi)表面有刻蝕鍍膜形成的放電針陣列305。如圖3所示，上述微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器的制備方法包括如下步驟：

上述微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器的制備方法包括如下步驟：

1)根據(jù)傳感器的結(jié)構(gòu)類型，根據(jù)放電陰極、提取電極、收集電極的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)和制作掩膜版，采用proteldxp軟件繪制掩膜版圖形，使用十字光標(biāo)對(duì)掩膜版進(jìn)行劃分，十字光標(biāo)的線寬為1mm，掩膜版制作為正膠掩膜版，掩膜版為cr板；

2)在用來(lái)制備電極的硅板覆正性光刻膠epg533，在85℃的條件下前烘5min，在光刻膠上面覆蓋步驟1)制得的掩膜版，曝光，去除掩膜版，顯影，進(jìn)行堅(jiān)膜，堅(jiān)膜的溫度為110℃，時(shí)間為10min；

3)采用刻蝕劑c4h8與sf6對(duì)步驟2)得到的硅板上暴露出的硅板分別進(jìn)行icp深硅刻蝕，之后去除光刻膠，得到刻蝕后的硅板；其中加工放電陰極的硅板表面分別刻蝕直徑3um、深度10um、間距40um的硅柱陣列，在加工收集電極的硅片的內(nèi)表面中心刻蝕深度200um的盲孔，在加工提取電極的硅片中心對(duì)應(yīng)收集電極盲孔的位置刻蝕一通孔；

4)采用激光劃片技術(shù)對(duì)步驟3)得到的刻蝕后的硅板進(jìn)行劃片，且對(duì)加工放電陰極的硅板激光打孔加工通孔；

5)在制備提取電極和放電陰極的硅板兩面及制備收集電極的硅板內(nèi)側(cè)表面上鍍上一層ti/cu/au膜，其中ti為10nm，cu為1um，au為50nm；

6)采用pcb板作為基底，收集電極背貼pcb，盲孔向上，機(jī)器打印使用金線連接收集電極表面和pcb上預(yù)制的pad；在收集電極兩個(gè)寬上涂膠，粘貼厚度為80um的石英玻璃，二次涂膠，放置提取電極；再機(jī)器打印使用金線連接提取電極表面和pcb上預(yù)制的pad；在提取電極兩個(gè)寬上涂膠，粘貼厚度為80um的石英玻璃，二次涂膠，放置放電陰極，機(jī)器打印使用金線連接提取電極表面和pcb上預(yù)制的pad；

7)步驟1)到步驟6)制作完成一批參數(shù)為：放電陰極放電電極(3um粗，10um高，間距40um)、電極間距120±10um的傳感器，用于實(shí)驗(yàn)。

在一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)施例的微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器包括依次設(shè)置的收集電極、提取電極、放電陰極，收集電極包括收集電極硅層，收集電極硅層朝向提取電極的一側(cè)表面具有槽深為200μm的方形凹槽，收集電極硅層朝向提取電極的一側(cè)的表面及方形凹槽的內(nèi)表面均鍍覆有ti/cu/au鍍膜；提取電極包括提取電極硅層以及鍍覆在提取電極兩面的ti/cu/au鍍膜，提取電極中心與收集電極方形凹槽對(duì)應(yīng)位置設(shè)置有圓形通孔，提取電極與收集電極之間設(shè)置有絕緣層，絕緣層設(shè)置于提取電極兩端與收集電極兩端對(duì)應(yīng)的位置處；放電陰極包括放電陰極硅層以及表面刻蝕柱體及表面鍍膜，形成金屬鍍膜硅半導(dǎo)體的放電針，放電陰極兩端分別設(shè)置有圓形通孔，放電陰極與提取電極之間設(shè)置有絕緣層，絕緣層設(shè)置在放電陰極兩端與提取電極兩端分別對(duì)應(yīng)的位置處。

上述微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器的制備方法包括如下步驟：

1)根據(jù)傳感器的結(jié)構(gòu)類型，根據(jù)放電陰極、提取電極、收集電極的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)和制作掩膜版，采用proteldxp軟件繪制掩膜版圖形，使用十字光標(biāo)對(duì)掩膜版進(jìn)行劃分，十字光標(biāo)的線寬為1mm，掩膜版制作為正膠掩膜版，掩膜版為cr板；

2)在用來(lái)制備電極的硅板覆正性光刻膠ep6533，在85℃的條件下前烘5min，在光刻膠上面覆蓋步驟1)制得的掩膜版，曝光，去除掩膜版，顯影，進(jìn)行堅(jiān)膜，堅(jiān)膜的溫度為110℃，時(shí)間為10min；

3)采用刻蝕劑c4h8與sf6對(duì)步驟2)得到的硅板上暴露出的硅板分別進(jìn)行icp深硅刻蝕，之后去除光刻膠，得到刻蝕后的硅板；其中加工放電陰極的硅板表面分別刻蝕直徑3um、深度10um、間距40um的硅柱陣列，在加工收集電極的硅片的內(nèi)表面中心刻蝕深度200um的盲孔，在加工提取電極的硅片中心對(duì)應(yīng)收集電極盲孔的位置刻蝕一通孔；

4)采用激光劃片技術(shù)對(duì)步驟3)得到的刻蝕后的硅板進(jìn)行劃片，且對(duì)加工放電陰極的硅板激光打孔加工通孔；

5)在制備提取電極和放電陰極的硅板兩面及制備收集電極的硅板內(nèi)側(cè)表面上鍍上一層ti/cu/au膜，其中ti為10nm，cu為1um，au為50nm；

6)采用pcb板作為基底，收集電極背貼pcb，盲孔向上，機(jī)器打印使用金線連接收集電極表面和pcb上預(yù)制的pad；在收集電極兩個(gè)寬上涂膠，粘貼厚度為100um的石英玻璃，二次涂膠，放置提取電極；再機(jī)器打印使用金線連接提取電極表面和pcb上預(yù)制的pad；在提取電極兩個(gè)寬上涂膠，粘貼厚度為100um的石英玻璃，二次涂膠，放置放電陰極，機(jī)器打印使用金線連接提取電極表面和pcb上預(yù)制的pad；

7)步驟1)到步驟6)制作完成一批參數(shù)為：放電陰極放電電極(3um粗，10um高，間距40um)、電極間距140±10um的傳感器，用于實(shí)驗(yàn)。

在一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)施例的微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器包括依次設(shè)置的收集電極、提取電極、放電陰極，收集電極包括收集電極硅層，收集電極硅層朝向提取電極的一側(cè)表面具有槽深為200μm的方形凹槽，收集電極硅層朝向提取電極的一側(cè)的表面及方形凹槽的內(nèi)表面均鍍覆有ti/cu/au鍍膜；提取電極包括提取電極硅層以及鍍覆在提取電極兩面的ti/cu/au鍍膜，提取電極中心與收集電極方形凹槽對(duì)應(yīng)位置設(shè)置有圓形通孔，提取電極與收集電極之間設(shè)置有絕緣層，絕緣層設(shè)置于提取電極兩端與收集電極兩端對(duì)應(yīng)的位置處；放電陰極包括放電陰極硅層以及表面刻蝕柱體及表面鍍膜，形成金屬鍍膜硅半導(dǎo)體的放電針，放電陰極兩端分別設(shè)置有圓形通孔，放電陰極與提取電極之間設(shè)置有絕緣層，絕緣層設(shè)置在放電陰極兩端與提取電極兩端分別對(duì)應(yīng)的位置處。

上述微米級(jí)半導(dǎo)體傳感器的制備方法包括如下步驟：

1)根據(jù)傳感器的結(jié)構(gòu)類型，根據(jù)放電陰極、提取電極、收集電極的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)和制作掩膜版，采用proteldxp軟件繪制掩膜版圖形，使用十字光標(biāo)對(duì)掩膜版進(jìn)行劃分，十字光標(biāo)的線寬為1mm，掩膜版制作為正膠掩膜版，掩膜版為cr板；

2)在用來(lái)制備電極的硅板覆正性光刻膠epg533，在85℃的條件下前烘5min，在光刻膠上面覆蓋步驟1)制得的掩膜版，曝光，去除掩膜版，顯影，進(jìn)行堅(jiān)膜，堅(jiān)膜的溫度為110℃，時(shí)間為10min；

3)采用刻蝕劑c4h8與sf6對(duì)步驟2)得到的硅板上暴露出的硅板分別進(jìn)行icp深硅刻蝕，之后去除光刻膠，得到刻蝕后的硅板；其中加工放電陰極的硅板表面分別刻蝕直徑3um、深度10um、間距40um的硅柱陣列，在加工收集電極的硅片的內(nèi)表面中心刻蝕深度200um的盲孔，在加工提取電極的硅片中心對(duì)應(yīng)收集電極盲孔的位置刻蝕一通孔；

4)采用激光劃片技術(shù)對(duì)步驟3)得到的刻蝕后的硅板進(jìn)行劃片，且對(duì)加工放電陰極的硅板激光打孔加工通孔；

5)在制備提取電極和放電陰極的硅板兩面及制備收集電極的硅板內(nèi)側(cè)表面上鍍上一層ti/cu/au膜，其中ti為10nm，cu為1um，au為50nm；

6)采用pcb板作為基底，收集電極背貼pcb，盲孔向上，機(jī)器打印使用金線連接收集電極表面和pcb上預(yù)制的pad；在收集電極兩個(gè)寬上涂膠，粘貼厚度為150um的石英玻璃，二次涂膠，放置提取電極；再機(jī)器打印使用金線連接提取電極表面和pcb上預(yù)制的pad；在提取電極兩個(gè)寬上涂膠，粘貼厚度為150um的石英玻璃，二次涂膠，放置放電陰極，機(jī)器打印使用金線連接提取電極表面和pcb上預(yù)制的pad；

7)步驟1)到步驟6)制作完成一批參數(shù)為：放電陰極放電電極(3um粗，10um高，間距40um)、電極間距190±10um的傳感器，用于實(shí)驗(yàn)。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解；其依然可以對(duì)上述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替代；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)所述的精神范圍。