申请/专利权人：湘潭大学

申请日：2022-06-22

公开（公告）日：2024-03-05

公开（公告）号：CN115096975B

主分类号：G01N27/414

分类号：G01N27/414

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.05#授权;2022.10.14#实质审查的生效;2022.09.23#公开

摘要：本发明提供一种具有延栅结构的碳基FET型气体传感器及其制备方法，其中具有延栅结构的碳基FET型气体传感器结构包括硅基衬底、第一介电层、第二介电层、沟道层、源极电极、漏极电极、第三介电层、第四介电层、栅极电极以及延栅结构。延栅结构所在的区域的栅极敏感材料层，被设置用于捕捉气体分子，延栅结构EG被设置为叉指电极形状，用于构成栅极敏感材料的附着区域。本发明将栅极引出并构成叉指结构，以扩大气体分子吸附表面积，增强气体传感器的痕量检测能力，同时，器件的整个制备流程与CMOS工艺相兼容，可以实现批量化制备芯片级气体传感器。

主权项：1.一种具有延栅结构的碳基FET型气体传感器，其特征在于，包括：硅基衬底（1），限定了第一表面和相对的第二表面；位于硅基衬底第一表面的第一介电层（2）；位于第一介电层（2）上方的、由半导体性碳纳米管构成的沟道层（4）；位于沟道层上方两侧、并间隔开的源极电极（5）以及漏极电极（6）；位于沟道层（4）上方、并形成于源极电极（5）与漏极电极（6）之间的空间范围内的第二介电层（3）；位于源极电极（5）与漏极电极（6）上方的第三介电层（7）；位于第一介电层（2）上方、并避开沟道层（4）、源极电极（5）与漏极电极（6）所在区域的第四介电层（8）；位于源极电极（5）与漏极电极（6）之间的空间范围、并设置在第二介电层（3）上方的栅极电极（9）；以及位于所述第四介电层（8）上方、并与所述栅极电极（9）连接的延栅结构（EG）；以及位于所述延栅结构（EG）所在的区域的栅极敏感材料层，被设置用于捕捉气体分子；其中，所述延栅结构（EG）被设置为叉指电极形状，用于构成栅极敏感材料的附着区域；其中，所述栅极敏感材料层为采用喷墨打印技术沉积在所述延栅结构（EG）表面的薄膜层，所述薄膜层为用于检测甲醛（HCHO）的CuO薄膜、用于检测氨气（NH3）的WO3薄膜、用于检测甲苯（C7H8）的Co3O4薄膜中的一种，气体的检测下限达到10～20ppb；所述所述源极电极（5）、漏极电极（6）、栅极电极（9）以及延栅结构（EG）均通过电子束蒸发沉积金属而形成；在检测过程中，施加的栅极电压为-1.5～0.5V，栅极电压采用从起点到终点的扫描方式，源漏极电极施加读出电压为1V。

全文数据：

权利要求：

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