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原文传递基于有机晶体管氨气传感器芯片及其制备方法

专利名称：	基于有机晶体管氨气传感器芯片及其制备方法
摘要：	本发明公开了一种基于有机晶体管氨气传感器芯片，传感器芯片从下到上依次为衬底、栅电极、介电层、半导体层、源电极和漏电极，所述介电层为明胶这种天然生物材料，所述半导体层为三明治结构，其中三明治结构的夹心层为明胶与金属离子的混合物，本发明利用明胶这种天然无毒且含量丰富的生物材料，有效杜绝了有毒试剂的使用，同时由于明胶杰出的介电特性，使得有机晶体管氨气传感器芯片实现了低电压驱动，同时由于生物材料中所含的大量的极化基团，提升了有机场效应管的氨气传感响应，同时三明治结构中明胶与金属离子作为夹心层，实现器件对氨气的高稳定性高灵敏高响应探测，可用于氨气传感器中。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	江苏友润微电子有限公司
发明人：	石华平;庄昕明;于军胜;陈德林;陈婷婷
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-07T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-31T00:00:00+0800
申请号：	CN201910170795.3
公开号：	CN109828015A
代理机构：	南京苏科专利代理有限责任公司
代理人：	陈栋智
分类号：	G01N27/414(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	225000 江苏省扬州市邗江区西湖镇甘泉生态科技园1号楼
主权项：	1.一种基于有机晶体管氨气传感器芯片，包括从下到上依次设置的衬底、栅电极、介电层、有机半导体层，所述有机半导体层中设置有夹心层，所述有机半导体层的上端分别设置有源电极和漏电极，其特征在于：所述介电层为明胶生物介电材料，所述有机半导体层为三明治半导体结构，分为夹在两半导体层之间的夹心层，所述夹心层为明胶与金属离子的混合物，金属离子含量为5%~10%。 2.根据权利要求1所述的基于有机晶体管氨气传感器芯片，其特征在于，所述介电层厚度为200~500nm。 3.根据权利要求1所述的基于有机晶体管氨气传感器芯片，其特征在于，所述有机半导体层厚度为30~50nm，半导体层材料为聚3-己基噻吩、Tips-并五苯、含硅氧烷的聚异戊二烯衍生物、聚噻吩半导体系列中的一种制成。 4.根据权利要求1所述的基于有机晶体管氨气传感器芯片，其特征在于，所述夹心层中的金属离子包括钠、钾、锌、铟离子，厚度均为2nm。 5.根据权利要求1所述的基于有机晶体管氨气传感器芯片，其特征在于，所述栅电极、源电极和漏电极材料为铁纳米线、铜纳米线、银纳米线、金纳米线、铝纳米线、镍纳米线、钴纳米线、锰纳米线、镉纳米线、铟纳米线、锡纳米线、钨纳米线和铂纳米线中的一种。 6.一种基于有机晶体管氨气传感器芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：利用洗涤剂、丙酮溶液、去离子水和异丙酮溶液对衬底进行清洗，清洗后用氮气吹干；步骤2：在衬底表面制备所述栅电极；步骤3：在所述栅电极的表面上制备介电层；步骤4：在介电层的表面上制备一半厚度的半导体层；步骤5：将明胶与金属离子材料进行按比例超声混合，用混合后的溶液在所述半导体层上制备半导体夹心层；步骤6：将所述半导体夹心层上制备另一半厚度的半导体层；步骤7：在步骤6制得后的半导体层上制备源电极和漏电极。 7.根据权利要求6所述的基于有机晶体管氨气传感器芯片的制备方法，其特征在于，在所述步骤3中，所述介电层通过旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂中的一种方法制备。 8.根据权利要求6所述的基于有机晶体管氨气传感器芯片的制备方法，其特征在于，所述步骤4-6中半导体层通过动甩旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂中的一种方法制备。 9.根据权利要求6所述的基于有机晶体管氨气传感器芯片的制备方法，其特征在于，在所述步骤2和步骤7中，所述栅电极、源电极、漏电极通过真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积、丝网印刷、打印或旋涂中的一种方法制备。
所属类别：	发明专利