[發明專利]一種基于硒化銦晶體管的PVDF壓電傳感器及其制作方法

在審

• 申請號: 201811553659.4
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109509831A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 韓琳;姜建峰;桑元華;王孚雷;張宇;劉宏
• 申請（專利權）人: 山東大學深圳研究院
• 主分類號: H01L41/113
• 分類號: H01L41/113;H01L41/193;H01L41/22;H01L27/06;H01L27/20;H01L29/24
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 陳桂玲

1.一種基于硒化銦晶體管的PVDF壓電傳感器，其特征在于，包括P型硅片、二氧化硅薄膜、三氧化二鋁薄膜、兩個金屬電極、InSe納米薄膜和PVDF薄膜，所述P型硅片的一側上表面依次設置所述二氧化硅薄膜、三氧化二鋁薄膜和InSe納米薄膜，所述InSe納米薄膜上還設置有PMMA層，兩個金屬電極固定于InSe納米薄膜上，所述P型硅片的另一側上表面設置有所述PVDF薄膜，所述PVDF薄膜上下表面均設有一層Au，所述Au與金屬電極之間相連。

2.根據權利要求1所述的基于硒化銦晶體管的PVDF壓電傳感器，其特征在于，所述二氧化硅薄膜為熱氧化的且厚度為80～120nm的二氧化硅薄膜。

3.根據權利要求2所述的基于硒化銦晶體管的PVDF壓電傳感器，其特征在于，所述P型硅片為重摻雜的P型硅片，所述三氧化二鋁薄膜的厚度為10～15nm。

4.根據權利要求3所述的基于硒化銦晶體管的PVDF壓電傳感器，其特征在于，所述PMMA層的厚度為200～250nm，所述硒化銦納米薄膜厚度為20～50nm。

5.根據權利要求4所述的基于硒化銦晶體管的PVDF壓電傳感器，其特征在于，所述Au的厚度為50～100nm。

6.根據權利要求5所述的基于硒化銦晶體管的PVDF壓電傳感器，其特征在于，所述金屬電極為Ti/Au電極，其中，Ti的厚度為5～15nm，Au的厚度為50～100nm。

7.一種權利要求1所述的基于硒化銦晶體管的PVDF壓電傳感器的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)準備熱氧化了二氧化硅的P型硅片，進行清洗；

(2)清洗完畢，使用原子層沉積技術在100～200℃下沉積三氧化二鋁，使得三氧化二鋁薄膜的厚度為10～15nm；

(3)在生長有二氧化硅薄膜和三氧化二鋁薄膜的P型硅片上制備InSe納米薄膜；

(4)利用光學顯微鏡定位多層InSe納米薄膜，用金屬掩膜版定義電極位置，放置在電子束蒸發沉積系統中，蒸鍍金屬電極，得到器件一；

(5)采用PI膠帶遮住器件一的一側，將器件一旋涂PMMA，并在110～170℃的條件下烘烤30～90min，將器件一未覆蓋的一側進行封裝；

(6)將PI膠帶撕下，并將膠帶覆蓋的一側區域置于5～15％濃度的氫氟酸中20～30min，刻蝕掉PI膠帶覆蓋的一側的二氧化硅以及三氧化二鋁；

(7)使用光學掩膜版遮住器件一側，磁控濺射在氫氟酸刻蝕掉的區域上沉積50～100nm的金；

(8)將PVDF材料置于金上，生成PVDF薄膜；

(9)使用光學掩膜版，磁控濺射在PVDF薄膜上生長沉積50～100nm的金，在測試中將PVDF薄膜上部的Au與金屬電極之間相連。

8.根據權利要求7所述的基于硒化銦晶體管的PVDF壓電傳感器的制作方法，其特征在于，所述步驟(1)中，清洗的過程為：

a、采用氮氣槍預吹掃P型硅片；

b、采用濃度為3～10％的堿性清洗液，超聲5～10min后，用大量去離子水沖洗；

c、用去離子水沖洗后，放入一個裝有去離子水的燒杯中超聲5～10min；

d、再放入另一個裝有去離子水的燒杯中超聲5～10min后取出，立即用氮氣槍吹干；

e、在丙酮中超聲5～10min后取出，立即放入裝有乙醇的燒杯，并在裝有乙醇的燒杯超聲5～10min后取出，立即用氮氣槍吹干。

9.根據權利要求6所述的基于硒化銦晶體管的PVDF壓電傳感器的制作方法，其特征在于，所述步驟(1)中，P型硅片的尺寸為長3～5cm，寬1～2cm；

所述步驟(4)中的金屬電極為的Ti/Au電極，Ti的厚度為5～15nm，Au的厚度為50～100nm。

10.根據權利要求6所述的基于硒化銦晶體管的PVDF壓電傳感器的制作方法，其特征在于，所述步驟(3)中，制備InSe納米薄膜的過程為：使用純度為99％的InSe材料，取一小塊InSe放置在膠帶上，然后反復黏撕膠帶，重復多次后將膠帶黏在生長有二氧化硅薄膜和三氧化二鋁薄膜的P型硅片上，撕去膠帶得到多層的InSe納米薄膜。