[發明專利]一種電子皮膚及其制備方法

有效

• 申請號: 201410770984.1
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104523285A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 劉萍
• 申請（專利權）人: 廣東東邦科技有限公司
• 主分類號: A61B5/22
• 分類號: A61B5/22;A61B5/01
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

1.一種電子皮膚，其特征在于，在柔性基板上設有氧化物薄膜晶體管、壓力傳感器和溫度傳感器，其中所述壓力傳感器和所述溫度傳感器分別位于所述柔性基板的兩側，所述氧化物薄膜晶體管包括第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管，所述壓力傳感器用于驅動所述第一薄膜晶體管，所述溫度傳感器用于驅動所述第二薄膜晶體管。

2.根據權利要求1所述的電子皮膚，其特征在于，所述柔性基板的材料是厚度為10～50μm的聚酰亞胺。

3.根據權利要求1所述的電子皮膚，其特征在于，所述第一薄膜晶體管和所述第二薄膜晶體管采用同樣的頂柵結構，所述壓力傳感器和所述溫度傳感器分別設有對應的存儲電容。

4.根據權利要求1至3任一項所述的電子皮膚，其特征在于，所述第一薄膜晶體管和所述第二薄膜晶體管分別包括漏極、源極、柵極、有源層、第一柵極絕緣層和第二柵極絕緣層，其中：

漏極與源極位于同一層，有源層位于對應的漏極與源極所在的層之上且與對應的漏極、源極部分重疊，第一絕緣層覆蓋在對應的有源層之上，第二絕緣層覆蓋在對應的漏極、源極與第一絕緣層之上，柵極位于對應的第二絕緣層之上；

所述第一薄膜晶體管的源極與所述壓力傳感器相連，所述第二薄膜晶體管的源極通過所述柔性基板的過孔與所述溫度傳感器相連。

5.根據權利要求4所述的電子皮膚，其特征在于，所述第一薄膜晶體管和所述第二薄膜晶體管的漏極、源極、柵極采用金屬電極、透明導電電極或碳納米管；所述第一薄膜晶體管和所述第二薄膜晶體管的有源層采用金屬氧化物半導體；所述第一薄膜晶體管和所述第二薄膜晶體管的第一絕緣層采用SiOx，所述第一薄膜晶體管和所述第二薄膜晶體管的第二絕緣層采用SiNx。

6.一種電子皮膚的制備方法，其特征在于，在雙面覆有導電材料的柔性基板上通過刻蝕、沉積方法形成第一薄膜晶體管、第二薄膜晶體管、壓力傳感器和溫度傳感器，其中所述壓力傳感器和所述溫度傳感器分別形成于所述柔性基板的兩側。

7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

S1：在雙面覆有導電材料的柔性基板的一側刻蝕出圖案A，所述圖案A包括第一薄膜晶體管的源極、漏極和第二薄膜晶體管的源極、漏極；

S2：在所述柔性基板的另一側刻蝕出圖案B，所述圖案B包括溫度傳感器的電極；

S3：在所述圖案B連接的柔性基板的對應位置鉆孔，并電鍍鉆孔位置，使得所述圖案B與所述圖案A電連接；

S4：在圖案A上形成半導體層，再在所述半導體層上再沉積絕緣層，在所述半導體層上分別刻蝕出第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的有源層，在所述絕緣層分別刻蝕出第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的第一絕緣層，再在第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的第一絕緣層沉積第二絕緣層；

S5：在第二絕緣層上形成導電層，刻蝕出第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的柵極、以及壓力傳感器。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟S4具體包括：

S41：在圖案A上采用磁控濺射的方法形成金屬氧化物半導體層，再在金屬氧化物半導體層上采用原子層沉積方法形成SiOx層；

S42：在SiOx層上采用干法刻蝕工藝分別刻蝕出第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的第一絕緣層，在金屬氧化物半導體層上采用濕法刻蝕工藝分別刻蝕出第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的有源層；

S43：在第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的第一絕緣層上采用等離子體增強化學氣相沉積法形成第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的第二絕緣層，并在第二絕緣層與源極的連接對應位置采用干法刻蝕形成過孔。

9.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟S5具體包括：

S51：在第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的第二絕緣層上采用磁控濺射的方法形成導電層，刻蝕出第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的柵極、壓力傳感器和溫度傳感器的下電極；

S52：采用等離子體增強化學氣相沉積法形成鈍化層；

S53：采用干法刻蝕工藝刻蝕出壓力傳感器的敏感區域，采用印刷或噴墨打印方法形成壓力傳感器的敏感層，再在敏感層上形成壓力傳感器的上電極。

10.根據權利要求7至10任一項所述的制備方法，其特征在于，第一薄膜晶體管的源極和漏極之間的間距是2～20μm，第二薄膜晶體管的源極和漏極之間的間距是2～20μm。