基于场效应晶体管结构的气体传感器及其制备方法.pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN103500798A

(43)申请公布日2014.01.08

(21)申请号CN201310397762.5

(22)申请日2013.09.04

(71)申请人中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所

地址215123江苏省苏州市苏州工业园区若水路398号

(72)发明人王凤霞潘革波

(74)专利代理机构深圳市科进知识产权代理事务所(普通合伙)

代理人宋鹰武

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

基于场效应晶体管结构的气体传感

器及其制备方法

(57)摘要

本发明公开了一种基于场效应晶体

管结构的气体传感器及其制备方法。该气

体传感器包括基底层、栅绝缘层、有源

层、源电极和漏电极，所述栅绝缘层与有

源层连接，栅绝缘层与有源层设置于基底

层之间，栅电极、源电极和漏电极分别设

置于基底层上，所述栅绝缘层由具有微结

构的绝缘材料组成；所述具有微结构的绝

缘材料为氧化物或绝缘聚合物。本发明通

过在绝缘材料上构造微结构而制备栅绝缘

层，当往上述微结构的栅绝缘层里通入气

体时，栅绝缘层的电容发生变化，进而引

起场效应晶体管性能的改变，从而达到气

体检测的目的。本发明的气体传感器检测

范围广，可实现多种气体的检测。得到的

气体传感器的体积小，可以减小检测器件

的体积和成本，有较好的应用前景。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种基于场效应晶体管结构的气体传感器,包括基底层、栅绝缘层、有源层、栅电

极、源电极和漏电极,所述栅绝缘层与有源层连接,栅绝缘层与有源层设置于基底层

之间,栅电极、源电极和漏电极分别设置于基底层上,其特征在于,所述栅绝缘层由具

有微结构的绝缘材料组成;

所述具有微结构的绝缘材料为氧化物或绝缘聚合物。

2.根据权利要求1所述的基于场效应晶体管结构的气体传感器,其特征在于,所述氧

化物为二氧化硅、三氧化二铝、氧化铪、氧化锆或二氧化钛中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的基于场效应晶体管结构的气体传感器,其特征在于,所述绝

缘聚合物为聚苯乙烯、聚а-甲基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚二甲

基硅氧烷,或聚苯乙烯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的基于场效应晶体管结构的气体传感器,其特征在于,所述微

结构为阵列的柱体或椎体。

5.根据权利要求4所述的基于场效应晶体管结构的气体传感器,其特征在于,所述柱

体的高度为5~100微米,直径为5~100微米,柱体的间距为5~50微米;所述椎体的高

度为5~100微米,椎体的小段直径为5~50微米,锥体的间距为5~50微米。

6.根据权利要求1所述的基于场效应晶体管结构的气体传感器,其特征在于,所述源

电极和漏电极镜像对称地设置于同一基底层上,栅电极和源电极不在同一基底层上。

7.根据权利要求1所述的基于场效应晶体管结构的气体传感器,其特征在于,所述基

底层包括基底层A和基底层B,所述栅绝缘层与有源层设置于基底层A和基底层B

之间。

8.权利要求1~7任一项所述的基于场效应晶体管结构的气体传感器的制备方法,其特

征在于,包括如下步骤:

(1)在基底层A上构造镜像对称的金属的源、漏电极;

(2)在基底层A及源、漏电极上构造有源层;

(3)在基底层B构造栅电极;

(4)在基底层B和栅电极上添加绝缘材料;

(5)在步骤(4)的绝缘材料上构造微结构,得到栅绝缘层;

(6)将步骤(5)得到的含有微结构的栅绝缘层,反向转移、压紧在步骤(2)得到的有源层

表面,得到基于场效应晶体管结构的气体传感器。

9.根据权利要求8所述的基于场效应晶体管结构的气体传感器的制备方法,其特征在

于,包括如下步骤:

(1)在基底层A上构造镜像对称的、金属的源、漏电极;