本发明涉及一种基于氧化锌掺杂的半导体传感器用组合物。
背景技术：
当具有n型导电性的氧化物暴露在大气中时,会由于氧气的吸附而减少其内部的电子数量而使其电阻增大。其后如果大气中存在某种特定的还原性气体,它将与吸附的氧气反应,从而使氧化物内的电子数增加,导致氧化物电阻减小。半导体-氧化物传感器就是通过该阻值的变化来分析气体浓度。酒精测试仪实际上是由酒精气体传感器(相当于随酒精气体浓度变化的变阻器)与一个定值电阻及一个电压表或电流表组成。
现有掺杂五氧化二钒、三氧化二镧的氧化锌，氧化锌晶胞体积急速的膨胀吸附氧气效果不高，本发明旨在制备一种基于氧化锌掺杂的半导体传感器用组合物。
技术实现要素：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于氧化锌掺杂的半导体传感器用组合物。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于氧化锌掺杂的半导体传感器用组合物，所述组合物包含大于99重量%的锌部分、第一混合金属元素掺杂物部分和第二金属元素掺杂物部分；
所述第一混合金属掺杂物部分和所述第二金属掺杂物部分以0.5-1:2-2.5重量比存在；
所述第一混合金属掺杂物部分在氧化锌晶胞中金属元素与氧元素生产的化学键键长小于锌元素与氧元素的键长；
所述第二金属掺杂物部分在氧化锌晶胞中金属元素与氧元素生产的化学键键长大于锌元素与氧元素的键长；
所述第一混合金属掺杂物部分包括五氧化二钒、三氧化二镧；
所述第一混合金属掺杂物部分还包括一组掺杂后提高氧化锌晶胞体积的金属元素；
所述第一混合金属掺杂物通过脉冲激光沉积法掺杂，所述脉冲激光沉积法包括以下步骤：将第一混合金属掺杂物中的金属与纯度大于99%的金属锌按照比例混合球磨24h，在600-700℃预烧4-8小时，再在20-30mpa的压力下压制成直径为30-50mm、厚度为3mm的圆片，随后在1000-1200℃下烧结4-8小时，得到金属锌靶材；衬底为硅单晶；将金属锌靶材装入脉冲激光沉积旋转靶位，衬底固定在可自转样品托上，通入氩气和氧气的缓冲气体衬底与金属锌靶的间距为20mm，衬底温度为380℃-550℃；激光功率密度为1-3；激光脉冲宽度为25ns、频率为1hz～50hz、功率为30-300w得到的掺杂第一混合金属的氧化锌；
所述第二金属元素掺杂物部分通过射频反应溅射方法掺杂，所述射频反应溅射方法包括以下步骤：溅射条件为：溅射前预真空为5-6*pa,衬底为通过脉冲激光沉积法得到的掺杂第一混合金属的氧化锌，溅射靶直径为10mm、纯度大于99.99%的金属锌靶，溅射反应气体为氩气和氧气的混合气体；衬底与金属锌靶的间距为50mm，衬底温度为100-300℃；溅射功率为60-200w；溅射气压为1-3.8pa,溅射时间为1-2h。
特别的，所述第一混合金属掺杂物中提高氧化锌晶胞体积的金属元素为钽或钙元素中的一组。
特别的，所述第二金属掺杂物为铟元素。
本发明的有益效果是：本发明的基于氧化锌掺杂的半导体传感器用组合物利用五氧化二钒、三氧化二镧掺杂的氧化锌对酒精敏感用于制作半导体传感器，同时基于半导体传感器的原理减少氧化锌晶胞体积的膨胀，增加组合物对氧气的吸附作用。
具体实施方式
具体实施例1：一种基于氧化锌掺杂的半导体传感器用组合物，该组合物包含大于99重量%的锌部分、第一混合金属元素掺杂物部分和第二金属元素掺杂物部分；第一混合金属掺杂物部分和所述第二金属掺杂物部分以0.5:2重量比存在；第一混合金属掺杂物部分包括钒元素、镧元素和钙元素；第一混合金属掺杂物通过脉冲激光沉积法掺杂，所述脉冲激光沉积法包括以下步骤：将钒金属、镧金属和钙金属与纯度大于99%的金属锌按照比例混合球磨24h，在600-700℃预烧4-8小时，再在20-30mpa的压力下压制成直径为30-50mm、厚度为3mm的圆片，随后在1000-1200℃下烧结4-8小时，得到金属锌靶材；衬底为硅单晶；将金属锌靶材装入脉冲激光沉积旋转靶位，衬底固定在可自转样品托上，通入氩气和氧气的缓冲气体衬底与金属锌靶的间距为20mm，衬底温度为380℃-550℃；激光功率密度为1-3；激光脉冲宽度为25ns、频率为1hz～50hz、功率为30-300w得到的掺杂第一混合金属的氧化锌；
铟元素通过射频反应溅射方法掺杂，射频反应溅射方法包括以下步骤：溅射条件为：溅射前预真空为5-6*pa,衬底为通过脉冲激光沉积法得到的掺杂第一混合金属的氧化锌，溅射靶直径为10mm、纯度大于99.99%的金属锌靶，溅射反应气体为氩气和氧气的混合气体；衬底与金属锌靶的间距为50mm，衬底温度为100-300℃；溅射功率为60-200w；溅射气压为1-3.8pa,溅射时间为1-2h。
具体实施例2：
一种基于氧化锌掺杂的半导体传感器用组合物，该组合物包含大于99重量%的锌部分、第一混合金属元素掺杂物部分和第二金属元素掺杂物部分；第一混合金属掺杂物部分和所述第二金属掺杂物部分以1:2重量比存在；第一混合金属掺杂物部分包括钒元素、镧元素和钽元素；第一混合金属掺杂物通过脉冲激光沉积法掺杂，所述脉冲激光沉积法包括以下步骤：将钒金属、镧金属和钽金属与纯度大于99%的金属锌按照比例混合球磨24h，在600-700℃预烧4-8小时，再在20-30mpa的压力下压制成直径为30-50mm、厚度为3mm的圆片，随后在1000-1200℃下烧结4-8小时，得到金属锌靶材；衬底为硅单晶；将金属锌靶材装入脉冲激光沉积旋转靶位，衬底固定在可自转样品托上，通入氩气和氧气的缓冲气体衬底与金属锌靶的间距为20mm，衬底温度为380℃-550℃；激光功率密度为1-3；激光脉冲宽度为25ns、频率为1hz～50hz、功率为30-300w得到的掺杂第一混合金属的氧化锌；
铟元素通过射频反应溅射方法掺杂，射频反应溅射方法包括以下步骤：溅射条件为：溅射前预真空为5-6*pa,衬底为通过脉冲激光沉积法得到的掺杂第一混合金属的氧化锌，溅射靶直径为10mm、纯度大于99.99%的金属锌靶，溅射反应气体为氩气和氧气的混合气体；衬底与金属锌靶的间距为50mm，衬底温度为100-300℃；溅射功率为60-200w；溅射气压为1-3.8pa,溅射时间为1-2h。
具体实施例3：
一种基于氧化锌掺杂的半导体传感器用组合物，该组合物包含大于99重量%的锌部分、第一混合金属元素掺杂物部分和第二金属元素掺杂物部分；第一混合金属掺杂物部分和所述第二金属掺杂物部分以0.5:2.5重量比存在；第一混合金属掺杂物部分包括钒元素、镧元素、钙元素和钽元素；第一混合金属掺杂物通过脉冲激光沉积法掺杂，所述脉冲激光沉积法包括以下步骤：将钒金属、镧金属、钽金属和钙金属与纯度大于99%的金属锌按照比例混合球磨24h，在600-700℃预烧4-8小时，再在20-30mpa的压力下压制成直径为30-50mm、厚度为3mm的圆片，随后在1000-1200℃下烧结4-8小时，得到金属锌靶材；衬底为硅单晶；将金属锌靶材装入脉冲激光沉积旋转靶位，衬底固定在可自转样品托上，通入氩气和氧气的缓冲气体衬底与金属锌靶的间距为20mm，衬底温度为380℃-550℃；激光功率密度为1-3；激光脉冲宽度为25ns、频率为1hz～50hz、功率为30-300w得到的掺杂第一混合金属的氧化锌；
铟元素通过射频反应溅射方法掺杂，射频反应溅射方法包括以下步骤：溅射条件为：溅射前预真空为5-6*pa,衬底为通过脉冲激光沉积法得到的掺杂第一混合金属的氧化锌，溅射靶直径为10mm、纯度大于99.99%的金属锌靶，溅射反应气体为氩气和氧气的混合气体；衬底与金属锌靶的间距为50mm，衬底温度为100-300℃；溅射功率为60-200w；溅射气压为1-3.8pa,溅射时间为1-2h。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。