[发明专利]基于场效应晶体管结构的气体传感器及其制备方法

权利要求书

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；

（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（2）得到的有源层，反向转移、压紧在步骤（5）得到的含有微结构的栅绝缘层表面，得到基于场效应晶体管结构的气体传感器。

10.根据权利要求8或9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，

步骤（1）中所述构造采用喷墨打印、气溶胶喷印、溅射或蒸发的方法进行构造；

步骤（2）中所述构造的方法为旋凃、喷墨打印、丝网印刷或热蒸发；所述有源层为有机半导体材料有源层；

步骤（3）中所述构造的方法为溅射或蒸发；

步骤（4）中所述添加的方法为旋凃、溅射或打印；

步骤（5）中所述构造的方法为光刻或印刷。