[實用新型]一種懸臂梁結構的震動傳感有機場效應晶體管

有效

• 申請號: 201520931728.6
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN205241230U
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 錢宏昌;唐瑩;韋一;彭應全
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: B81B3/00
• 分類號: B81B3/00;B81C1/00;G01H11/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本實用新型屬于有機場效應晶體管傳感技術領域，特別是涉及一種懸臂梁結構的震動傳感有 機場效應晶體管。

【背景技術】

近些年來，隨著有機電子學的迅速發展，有機場效應晶體管(OFETs)以低成本、可選擇 材料多、功能范圍廣等優勢，以及在電路應用、傳感應用等方面廣泛的前景，吸引著人們的 目光，由于有機電子器件種類的擴展，將現有的有機器件技術和傳統的無機器件技術結合是 未來的一個重要發展方向；由于有機材料可選擇種類多，而不同材料對環境敏感程度不同， 所有我們可以將其結合在無機器件中制備出各種類的傳感器件；MEMS是在無機微電子技術的 基礎上發展起來的，包括光刻、腐蝕、薄膜等工藝，還包含了精密機械加工技術等技術，然 而目前主要的機械學和電子學結合的器件存在許多問題；加速度傳感器和陀螺儀作為通為 MEMS中相對普遍的器件，但精度不高，可靠性、穩定性差等因素限制了其發展。本實用新型 提出了一種新的將懸臂梁結構和有機電子器件結合的有機場效應晶體管，由于有機薄膜的電 子傳輸受到薄膜形態的影響，所以外部震動變化會直接導致載流子遷移率的改變，這種有機 材料制成的傳感器件精度高，制作簡單，對未來傳感器發展的有著重大的意義。

【發明內容】

本實用新型的目的是提供一種懸臂梁結構的震動傳感有機場效應晶體管。

本實用新型提供的一種懸臂梁結構的震動傳感有機場效應晶體管，其結構如圖1所示， 包括襯底(1)、懸臂梁(2)、源電極(301)、漏電極(302)、柵電極(303)、機半導體 層(4)、絕緣層(5)和過沖保護層(6)；

其中：懸臂梁一端固定在襯底上，另一端位于襯底上方且中間架空；過沖保護層疊置于 襯底上，且過沖保護層位于懸臂梁與襯底之間架空處；源電極和漏電極分別位于懸臂梁上方 左右兩側，有機半導體層位于源電極、漏電極和懸臂梁的上方；絕緣層位于有機半導體層上 方；柵電極位于絕緣層的上方。

絕緣層采用懸臂梁結構，在外力的作用下懸臂梁會發生形變；過沖保護層能防止懸臂梁 在外力作用下超限制形變，當懸臂梁受到過大的向下方外力作用時，懸臂梁會受到過沖保護 層的阻擋防止繼續形變，從而保護懸臂梁使其不被損壞；有機半導體層覆蓋于橫梁上方，懸 臂梁受到到震動影響時有機半導體層和絕緣層界面處發生變化，有機場效應晶體管遷移率發 生改變。

本實用新型提供的制備上述一種懸臂梁結構的震動傳感有機場效應晶體管方法，包括如 下步驟：

(1)在硅襯底上，通過光刻的方式，采用化學汽相淀積的方法制備一層過沖保護層；過 沖保護層的材料為氮化硅；

(2)在制備好過沖保護層的硅襯底上制備一層犧牲層；犧牲層覆蓋硅襯底的一側；

(3)在所述步驟(2)得到的一側覆蓋有犧牲層的襯底以及另一端未覆蓋犧牲層的襯底 上，采用化學汽相淀積的方法制備一層氮化硅層；

(4)釋放步驟(3)中，由二氧化硅形成的犧牲層；使得位于犧牲層上方的氮化硅層懸 空，形成懸臂梁；

(5)在懸空部分的氮化硅層上，采用真空蒸鍍的方法制備源電極和漏電極；

(6)在制備好源電極和漏電極的氮化硅層上旋涂一層有機層半導體材料，作為有機半導 體層；

(7)在制備好的有機半導體層上通過旋涂的方式制備一層絕緣層；

(8)在絕緣層上制備柵電極；

其中犧牲層位于制作了過沖保護層層的一側且完全覆蓋過沖保護層。

本實用新型的技術分析：

本實用新型的一種懸臂梁結構的震動傳感有機場效應晶體管在應用時，在固定的源漏電 壓和閾值電壓下，當器件置放于有外力條件下時，其輸出電流會發生變化，對比參考條件下 的輸出電流，可以反映出震動的情況，由于器件反應時間短，震動的情況會被實時記錄下來； 且器件本身具有場效應晶體管的功能，是一個集開關器件、震動傳感器件、放大器件等多功 能集一體的電子器件，配合外部電路可以實現更多可能的功能；具有多功能、面積小、重量 輕、反應快、制作成本低等多種優勢。

【附圖說明】

圖1為本實用新型提供的一種懸臂梁結構的震動傳感有機場效應晶體管的結構示意圖。

圖中，1為襯底、2為懸臂梁、301為源電極、302為漏電極、4為有機半導體層、5為絕緣層、 6為過沖保護層。

【具體實施方式】