[發明專利]一種碳納米管場效應晶體管型傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 201910871295.2
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN110596222A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 肖夢夢;張志勇;彭練矛
• 申請（專利權）人: 北京大學;北京元芯碳基集成電路研究院;北京華碳元芯電子科技有限責任公司
• 主分類號: G01N27/414
• 分類號: G01N27/414;H01L29/06;H01L29/16;H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 張雪嬌

1.一種碳納米管場效應晶體管型傳感器，其特征在于，包括：

襯底；

位于所述襯底一側的碳納米管層、源極以及漏極；

位于所述碳納米管層背離所述襯底一側表面、所述源極與所述漏極之間的介質層；

位于所述介質層背離所述碳納米管層一側的敏感層；

覆蓋所述源極背離所述襯底一側表面，以及所述源極朝向所述介質層一側側壁表面的第一鈍化層；

覆蓋所述漏極背離所述襯底一側表面，以及所述漏極朝向所述介質層一側側壁表面的第二鈍化層。

2.根據權利要求1所述的碳納米管場效應晶體管型傳感器，其特征在于，所述介質層為高k介質層。

3.根據權利要求2所述的碳納米管場效應晶體管型傳感器，其特征在于，所述高k介質層為氧化釔薄膜層或氧化鉿薄膜層或氧化鋁薄膜介質層。

4.根據權利要求1所述的碳納米管場效應晶體管型傳感器，其特征在于，所述源極和漏極均覆蓋所述碳納米管層背離所述襯底一側的部分表面；

所述源極位于所述碳納米管層第一方向一側，且還覆蓋所述碳納米管層第一方向一側的側壁表面；

所述漏極位于所述碳納米管層第二方向一側，且還覆蓋所述碳納米管層第二方向一側的側壁表面，所述第一方向和第二方向的方向相反。

5.根據權利要求1所述的碳納米管場效應晶體管型傳感器，其特征在于，所述碳納米管層為網絡狀半導體型碳納米管薄膜或有排列的半導體型碳納米管薄膜。

6.一種碳納米管場效應晶體管型傳感器，其特征在于，包括：

襯底；

位于所述襯底一側的碳納米管層、源極以及漏極；

位于所述襯底表面、分別位于所述碳納米管層兩側的修飾區域；

位于所述修飾區域上的敏感層。

7.根據權利要求6所述的碳納米管場效應晶體管型傳感器，其特征在于，所述敏感層包括：

位于所述襯底的修飾區域表面的硅烷偶聯劑層；

位于所述硅烷偶聯劑層背離所述襯底一側的功能基團；

位于所述功能基團背離所述硅烷偶聯劑層一側、與所述功能基團共價鍵連接的探測基團。

8.一種碳納米管場效應晶體管型傳感器的制備方法，其特征在于，包括：

提供襯底；

在所述襯底上制備形成碳納米管層、源極以及漏極；

在所述襯底上形成掩膜層，所述掩膜層至少暴露出位于所述襯底表面、分別位于所述碳納米管層兩側的修飾區域；

在所述修飾區域上形成敏感層。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述在所述襯底上形成掩膜層包括：

在所述襯底上旋涂電子束膠層；

利用電子束曝光的方法，在所述電子束膠層中形成空窗，以使所述電子束膠層成為所述掩膜層，所述空窗暴露出所述修飾區域以及所述修飾區域之間的碳納米管層；

或包括：

在所述襯底上旋涂電子束膠層；

為所述碳納米管層施加第一電壓，為所述源極和漏極施加第二電壓，以在所述電子束膠層中形成空窗，使所述電子束膠層成為所述掩膜層，所述空窗暴露出所述修飾區域以及所述修飾區域之間的碳納米管層。