[發(fā)明專利]基于氧化物納米線的壓力傳感器結(jié)構(gòu)及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011159657.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112271248A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧年端;李泠;姜文峰;史學(xué)文;陸叢研;耿玓;劉明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): H01L41/113
• 分類號(hào): H01L41/113;H01L41/18;H01L41/27;G01L1/18;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 劉歌

一種基于氧化物納米線的壓力傳感器結(jié)構(gòu)及其制備方法，該壓力傳感器結(jié)構(gòu)包括襯底；底電極，設(shè)置在襯底上；種子層，設(shè)置在底電極上；氧化物納米線，設(shè)置在種子層上；支撐層，設(shè)置在氧化物納米線上；以及頂電極，設(shè)置在支撐層上。本發(fā)明提供的壓力傳感器，工藝比較簡(jiǎn)單，可以推廣到制作多種具有壓力感應(yīng)效應(yīng)材料的壓力傳感器；本發(fā)明的壓力傳感器器件制作簡(jiǎn)單，成本低，還具有低能耗的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于傳感器領(lǐng)域，具體涉及一種基于氧化物納米線的壓力傳感器結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)

壓力傳感器(Pressure sensor)是一種通過(guò)感應(yīng)壓力信號(hào)，并能按照一定的規(guī)律將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出的器件。壓力傳感器通常由壓力敏感元件和信號(hào)處理單元組成。按不同的測(cè)試壓力類型，壓力傳感器可分為表壓傳感器、差壓傳感器和絕壓傳感器。目前用于實(shí)現(xiàn)壓力傳感的材料主要為壓電材料。其中陶瓷類材料具有非常高的壓電系數(shù)成為實(shí)現(xiàn)壓力轉(zhuǎn)化的最佳選擇。但是由于這類材料在完成極化時(shí)需要高溫、高壓等嚴(yán)苛的條件，從而限制了其在薄膜晶體管(TFT)顯示面板等低溫制備工藝中的應(yīng)用；另一類研究比較多的壓電材料為聚偏二氟乙烯膜(PVDF)，同樣的問(wèn)題是為了實(shí)現(xiàn)相對(duì)高的靈敏度及壓電系數(shù)，在該類材料制備時(shí)需要高溫和高電場(chǎng)的作用，這也限制了與TFT集成中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的之一在于提出一種基于氧化物納米線的壓力傳感器結(jié)構(gòu)及其制備方法，以期至少部分地解決上述技術(shù)問(wèn)題中的至少之一。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種基于氧化物納米線的壓力傳感器結(jié)構(gòu)，包括：

襯底；

底電極，設(shè)置在襯底上；

種子層，設(shè)置在底電極上；

氧化物納米線，設(shè)置在種子層上；

支撐層，設(shè)置在氧化物納米線上；以及

頂電極，設(shè)置在支撐層上。

作為本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種基于氧化物納米線的壓力傳感器結(jié)構(gòu)的制備方法，包括：

在襯底上制備底電極；

在底電極上制備種子層；

在種子層上制備納米孔材料；

在納米孔材料中制備氧化物納米線；

在氧化物納米線上制作支撐層；以及

在支撐層上制作頂電極。

基于上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的基于氧化物納米線的壓力傳感器結(jié)構(gòu)及其制備方法相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)至少具有以下優(yōu)勢(shì)之一或一部分：

1、本發(fā)明提供的壓力傳感器，工藝比較簡(jiǎn)單，可以推廣到制作多種具有壓力感應(yīng)效應(yīng)材料的壓力傳感器；

2、相對(duì)于傳統(tǒng)的壓電材料而言的，如陶瓷類材料的壓力傳感器，一般制備溫度在1000K以上，而本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在低溫(70-100℃)下制備壓力傳感器的技術(shù)；

3、相對(duì)于傳統(tǒng)的材料(如聚合物類材料)需要在高的極化電場(chǎng)(600V)才能實(shí)現(xiàn)壓力傳感的特性，而本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了壓力傳感器在較低電壓(3-5V)操作下實(shí)現(xiàn)壓力傳感的特性；

4、本發(fā)明的壓力傳感器器件制作簡(jiǎn)單，成本低；

5、本發(fā)明制作的壓力傳感具有低能耗的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明實(shí)施例中氧化鋅納米線壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本發(fā)明實(shí)施例中納米孔材料的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；