本發(fā)明屬于有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管傳感技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種機(jī)械結(jié)構(gòu)的震動(dòng)傳感有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

背景技術(shù)：

近些年來，隨著有機(jī)電子學(xué)的迅速發(fā)展，有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(OFETs)以低成本、可選擇材料多、功能范圍廣等優(yōu)勢(shì)，以及在電路應(yīng)用、傳感應(yīng)用等方面廣泛的前景，吸引著人們的目光。MEMS是在無機(jī)微電子技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，包括光刻、腐蝕、薄膜等工藝，還包含了精密機(jī)械加工技術(shù)等技術(shù)，然而目前主要的機(jī)械學(xué)和電子學(xué)結(jié)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(duì)普遍的器件，但精度不高，可靠性、穩(wěn)定性差等因素限制了其發(fā)展。本發(fā)明提出了一種新的將機(jī)械結(jié)構(gòu)和微電子器件結(jié)合的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，外部震動(dòng)變化會(huì)直接導(dǎo)致載流子遷移率的改變，精度高，制作簡(jiǎn)單，對(duì)未來傳感器發(fā)展的有著重大的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種機(jī)械結(jié)構(gòu)的震動(dòng)傳感有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

本發(fā)明提供的一種機(jī)械結(jié)構(gòu)的震動(dòng)傳感有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，由圖可知該有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管為底柵頂接觸式，包括源電極(1)、漏電極(2)、有機(jī)半導(dǎo)體層(3)、絕緣層(4)、柵電極(5)和襯底(6)；該傳感器中，構(gòu)成襯底的材料為硅；構(gòu)成柵電極的材料為金屬金；構(gòu)成絕緣層的材料為二氧化硅；構(gòu)成有機(jī)半導(dǎo)體層的材料為并五苯；構(gòu)成源電極和漏電極的材料為金屬金。絕緣層采用中空結(jié)構(gòu)，形成橫梁，有機(jī)半導(dǎo)體層覆蓋于橫梁上方，當(dāng)有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管受到震動(dòng)影響時(shí)有機(jī)半導(dǎo)體層和絕緣層界面處發(fā)生變化，有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管載遷移率改變。

本發(fā)明提供的制備上述一種機(jī)械結(jié)構(gòu)的震動(dòng)傳感有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管方法，包括如下步驟：

1)在襯底上制備柵電極；

2)在所述步驟1)得到的電極上涂光刻膠進(jìn)行光刻，形成保護(hù)層；

3)在所述步驟2)的保護(hù)層上通過化學(xué)汽相淀積的方法制備二氧化硅絕緣層；

4)將所述步驟3)得到的帶有保護(hù)層、絕緣層的襯底進(jìn)行去光刻膠處理，保護(hù)層被去除，形成中空結(jié)構(gòu)；

5)在所述步驟3)得到的去光刻膠過后的絕緣層上制備有機(jī)半導(dǎo)體層；

6)制備源電極和漏電極，得到所述一種機(jī)械結(jié)構(gòu)的震動(dòng)傳感有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管；

上述制備方法的步驟1)中，襯底材料采用的硅片可以直接購(gòu)買得到，制作柵電極之前先將襯底分別用丙酮、甲醇、異丙醇和去離子水各超聲清洗10分鐘；柵電極的其制備方法為電子束蒸發(fā)，電子束蒸發(fā)的氣壓為6×10-3帕斯卡，蒸發(fā)速率為1埃/秒；

步驟2)中，保護(hù)層的制備方法為旋涂法，先將光刻膠旋涂與柵電極表面，旋涂速度為1500轉(zhuǎn)/分，旋涂時(shí)間為60秒，顯影液選取0.6％氫氧化鉀溶液，顯影時(shí)間為40秒；

步驟3)中，絕緣層的制備方法為低壓化學(xué)汽相淀積，采用的反應(yīng)氣體為二氯硅烷和氨氣，氣壓為40帕斯卡，工作溫度為600攝氏度。

步驟5)中，有機(jī)半導(dǎo)體層的制備方法為真空熱蒸鍍時(shí)，真空度為6×10^-4帕斯卡以下，蒸鍍速率為0.25埃/秒，蒸鍍過程中襯底溫度保持在60度。

步驟6)中，源電極和漏電極的制備方法為電子束蒸發(fā)，氣壓為6×10^-3帕斯卡，蒸發(fā)速率為1埃/秒。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明提供的一種機(jī)械結(jié)構(gòu)的震動(dòng)傳感有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1為源電極、2為漏電極、3為有機(jī)半導(dǎo)體層、4為絕緣層、5為柵電極、6為襯底。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

本發(fā)明分別在震動(dòng)和靜止的狀態(tài)下測(cè)量其轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線，通過計(jì)算其遷移率可確定震動(dòng)和輸出的關(guān)系。

本實(shí)施例按照下述步驟制備柔性有機(jī)薄膜濕度傳感器：

1)所用襯底層為硅片，采用磁控濺射法制作柵電極，先將襯底分別用丙酮、甲醇、異丙醇和去離子水各超聲清洗10分鐘；采用電子束蒸發(fā)的方式在硅襯底上鍍一層金屬金薄膜，電子束蒸發(fā)的氣壓為6×10-3帕斯卡，蒸發(fā)速率為1埃/秒，厚度為30nm；

2)在步驟1)制備好的柵電極上涂一層光刻膠，涂速度為1500轉(zhuǎn)/分，旋涂時(shí)間為60秒；進(jìn)行前烘，溫度為90度，時(shí)間為三分鐘；接觸曝光；顯影，采用0.6％氫氧化鉀溶液，顯影時(shí)間為40秒；

3)在步驟2)得到保護(hù)層上通過低壓化學(xué)汽相淀積的方法制備絕緣層，采用的反應(yīng)氣體為二氯硅烷和氨氣，氣壓為40帕斯卡，工作溫度為600攝氏度；

4)將步驟3)得到的帶有保護(hù)層、絕緣層的襯底進(jìn)行去光刻膠處理，保護(hù)層被去除，形成中空結(jié)構(gòu)；

5)在所述步驟3)得到的去光刻膠過后的絕緣層上制備有機(jī)半導(dǎo)體層，有機(jī)半導(dǎo)體層的制備方法為真空熱蒸鍍時(shí)，真空度為6×10^-4帕斯卡以下，蒸鍍速率為0.25埃/秒，蒸鍍過程中襯底溫度保持在60度；

6)制備源電極和漏電極源電極和漏電極的制備方法為電子束蒸發(fā)，氣壓為6×10^-3帕斯卡，蒸發(fā)速率為1埃/秒，得到所述一種機(jī)械結(jié)構(gòu)的震動(dòng)傳感有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。