[发明专利]一种半导体压力传感器及其压力测量方法

权利要求书

1.一种半导体压力传感器，其特征在于，所述半导体压力传感器包括顶栅型场效应晶体管、电致变色器件、第一开关、第二开关、恒定电源，所述顶栅型场效应晶体管包括第二衬底，所述顶栅型场效应晶体管设置在所述第二衬底上表面，所述第二衬底的下表面相对于所述顶栅型场效应晶体管的位置设置有凹槽；以及，所述顶栅型场效应晶体管还包括对称设置在第二衬底的两相对侧的源极和漏极、设置在所述第二衬底上方并覆盖所述源极和所述漏极的半导体层、设置在所述半导体层上的栅氧化层、以及设置在所述栅氧化层上方且在所述凹槽的正上方的压电层，所述压电层的两外侧端部边缘与所述源极和/或所述漏极的内侧端部边缘对齐；和/或所述压电层的两外侧端部边缘与所述源极和/或所述漏极的内侧端部边缘部分交叠；其中，所述顶栅型场效应晶体管的源极通过第一开关与所述电致变色器件的工作电极相连，所述顶栅型场效应晶体管的漏极连接电源线，所述电致变色器件的对电极接地；所述第二开关连接所述恒定电源的负极与所述第一开关，且所述第二开关、所述恒定电源所在旁路与所述电致变色器件相并联。

2.根据权利要求1所述的半导体压力传感器，其特征在于，还包括第一衬底，所述第一衬底与所述第二衬底相贴合以密封所述凹槽。

3.根据权利要求1所述的半导体压力传感器，其特征在于，所述压电层的两外侧端部与所述源极或所述漏极的内侧端部的交叠区域长度为5μm-50μm。

4.根据权利要求1所述的半导体压力传感器，其特征在于，所述顶栅型场效应晶体管的沟道半导体层为单晶硅、多晶硅、非晶硅、氧化锌、铟镓锌氧化物、酞菁铜或并五苯；和/或所述压电层为石英、锆钛酸铅、氧化锌、氮化铝或聚偏氟乙烯。

5.一种半导体压力传感器的压力测量方法，其特征在于，采用权利要求1至4任一项所述的半导体压力传感器；所述压力测量方法包括：

重置阶段，所述第一开关断开，所述第二开关闭合，此时在恒定电源的作用下，所述电致变色层的颜色被重置到初始状态；

显示阶段，所述第一开关闭合，所述第二开关断开，根据所述电致变色层的颜色指示当前环境的压力。

6.根据权利要求5所述的压力测量方法，其特征在于，所述重置阶段的持续时间不小于所述电致变色层反应达到饱和所需的时间，所述持续时间为1s-100s。

7.根据权利要求5所述的压力测量方法，其特征在于，所述显示阶段的持续时间不小于所述电致变色层反应达到饱和所需的时间，所述持续时间为1s-100s。