[发明专利]薄膜晶体管、传感器、生物检测装置和方法

权利要求书

1.一种薄膜晶体管，包括：

衬底；

在所述衬底上的第一栅极；

在所述衬底上覆盖所述第一栅极的第一电介质层；

在所述第一电介质层的背离所述第一栅极的一侧的源极、漏极和半导体层，所述源极和所述漏极分别与所述半导体层连接；

覆盖所述半导体层的第二电介质层，所述第二电介质层的材料为固态电解质材料；

在所述第二电介质层的背离所述半导体层的一侧的第二栅极；

第一端口层，在所述衬底的上方，所述第一端口层与所述第一栅极间隔开；

第二端口层，与所述第二栅极连接，所述第二端口层在所述第一电介质层的背离所述第一端口层的一侧；以及

覆盖所述第二栅极和所述第二端口层的覆盖层。

2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，

所述固态电解质材料包括有机聚合电解质材料和无机电解质材料的至少一种。

3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，

所述半导体层覆盖所述源极和所述漏极；

或者，

所述源极和所述漏极覆盖所述半导体层。

4.一种传感器，包括：如权利要求1至3任意一项所述的薄膜晶体管。

5.根据权利要求4所述的传感器，还包括：探测单元，所述探测单元包括：

与所述薄膜晶体管的第一端口层电连接的第一探测部；和

与所述薄膜晶体管的第二端口层电连接的第二探测部。

6.根据权利要求4所述的传感器，还包括：

与所述薄膜晶体管的衬底相对设置的且位于所述第二栅极上方的盖板；和

在所述盖板与所述衬底之间的封装部；

其中，所述盖板、所述封装部和所述薄膜晶体管围成流道，所述薄膜晶体管的第一端口层和第二端口层分别与所述流道邻接。

7.一种生物检测装置，包括：如权利要求1至3任意一项所述的薄膜晶体管或者如权利要求4至6任意一项所述的传感器。

8.一种薄膜晶体管的制造方法，包括：

在衬底上形成第一栅极和第一端口层，所述第一端口层与所述第一栅极间隔开；

在所述衬底上形成覆盖所述第一栅极的第一电介质层；

在所述第一电介质层的背离所述第一栅极的一侧形成源极、漏极和半导体层，所述源极和所述漏极分别与所述半导体层连接；

形成覆盖所述半导体层的第二电介质层，所述第二电介质层的材料为固态电解质材料；

在所述第二电介质层的背离所述半导体层的一侧形成第二栅极，并形成与所述第二栅极连接的第二端口层，其中，所述第二端口层在所述第一电介质层的背离所述第一端口层的一侧；以及

形成覆盖所述第二栅极和所述第二端口层的覆盖层。

9.根据权利要求8所述的制造方法，其中，形成所述源极、所述漏极和所述半导体层的步骤包括：

在所述第一电介质层的背离所述第一栅极的一侧形成源极和漏极；和形成覆盖所述源极和所述漏极的半导体层；

或者，

在所述第一电介质层的背离所述第一栅极的一侧形成半导体层；和形成覆盖所述半导体层的源极和漏极。

10.一种利用如权利要求1所述的薄膜晶体管检测样品的方法，包括：

对第一栅极施加调试电压使得所述薄膜晶体管处于敏感工作区间；

将第一端口层和第二端口层分别与待检测的样品连接；

对所述第一端口层施加检测电压；以及

从所述源极或所述漏极获取输出电流，并根据所述输出电流获得所述样品的检测结果。

11.根据权利要求10所述的方法，在对第一栅极施加调试电压之前，所述方法还包括：

获得所述薄膜晶体管的敏感工作区间。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，获得所述敏感工作区间的步骤包括：

对所述第二栅极施加扫描电压V_G；

从所述源极或所述漏极获取电流I_D以获得所述电流I_D与所述扫描电压V_G的I_D-V_G特性曲线；以及

从所述I_D-V_G特性曲线中找到曲线斜率最大的电压区间即为所述薄膜晶体管的敏感工作区间。