薄膜晶体管及其阵列、待测物体的检测方法技术

本公开提供了一种薄膜晶体管及其阵列、待测物体的检测方法，所述薄膜晶体管用于检测结合有金属离子的待测物体的参数，其中：所述薄膜晶体管的有源层的载流子迁移率为第一迁移率，所述有源层与所述金属离子包含的金属元素结合后的载流子迁移率为第二迁移率，所述第二迁移率不同于所述第一迁移率。

Detection Method of Thin Film Transistors and Their Arrays and Objects to be Detected

The present disclosure provides a method for detecting thin film transistors, their arrays, and objects to be tested. The thin film transistors are used to detect parameters of objects to be measured in conjunction with metal ions, in which the carrier mobility of the active layer of the thin film transistor is the first mobility, and the carrier mobility of the active layer combined with the metal elements contained in the metal ions is the second mobility. The second mobility is different from the first mobility.

【技术实现步骤摘要】
薄膜晶体管及其阵列、待测物体的检测方法
本公开涉及检测
，尤其涉及一种薄膜晶体管及其阵列、待测物体的检测方法。
技术介绍
近年来，随着人工智能、物联网、生物检测技术的快速发展，基于薄膜晶体管的检测得到了越来越多的关注。薄膜晶体管在智能仿生机器人、人类健康、可穿戴等领域应用广泛。
技术实现思路
在生物领域，某些情况下需要对DNA进行裁剪，并确定裁剪前后DNA的变化情况。然而，相关技术中，尚没有适于检测DNA变化情况的薄膜晶体管。为此，本公开实施例提供了如下技术方案。根据本公开实施例的一方面，提供一种薄膜晶体管，用于检测结合有金属离子的待测物体的参数，其中：所述薄膜晶体管的有源层的载流子迁移率为第一迁移率，所述有源层与所述金属离子包含的金属元素结合后的载流子迁移率为第二迁移率，所述第二迁移率不同于所述第一迁移率。在一些实施例中，所述薄膜晶体管还包括：栅极；位于所述栅极一侧的栅极电介质层；和位于所述栅极电介质层远离所述栅极一侧的源极、漏极和绝缘层，所述有源层位于所述源极和所述漏极之间，其中：所述绝缘层具有使得开口，所述开口使得所述有源层远离所述栅极电介质层一侧的部分表面露出，并且，所述绝缘层使得所述源极远离所述栅极电介质层一侧的至少部分表面和所述漏极远离所述栅极电介质层一侧的至少部分表面露出。在一些实施例中，所述待测物体与所述金属离子化学结合，所述有源层与所述金属元素物理结合。在一些实施例中，所述有源层的材料包括二硫化钼和二硫化钨中的至少一种。在一些实施例中，所述有源层的形状为柱状。在一些实施例中，所述待测物体包括DNA。在一些实施例中，所述参数包括长度。在一些实施例中，所述第二迁移率大于所述第一迁移率。在一些实施例中，所述源极和所述漏极的材料包括碳纳米管；所述栅极的材料包括石墨烯。在一些实施例中，所述金属离子包括铜离子和铁离子中的至少一种。根据本公开实施例的另一方面，提供一种薄膜晶体管阵列，包括：多个上述任意一个实施例所述的薄膜晶体管。根据本公开实施例的又一方面，提供一种待测物体的检测方法，所述待测物体结合有金属离子，所述方法包括：测量上述任意一个实施例所述的薄膜晶体管阵列中每个薄膜晶体管在导通的情况下源极与漏极之间的导通电流；根据每个薄膜晶体管的导通电流，确定结合有所述金属离子包含的金属元素的薄膜晶体管；根据结合有所述金属元素的薄膜晶体管的位置，确定所述待测物体的参数。在一些实施例中，所述薄膜晶体管阵列和所述待测物体位于不包含所述金属离子的溶液中。在一些实施例中，所述根据每个薄膜晶体管的导通电流，确定结合有所述金属离子包含的金属元素的薄膜晶体管包括：根据每个薄膜晶体管的导通电流，将所述薄膜晶体管阵列中的全部薄膜晶体管划分为第一组薄膜晶体管和第二组薄膜晶体管，所述第一组薄膜晶体管中的每个薄膜晶体管的导通电流大于所述第二组薄膜晶体管中的每个薄膜晶体管的导通电流；将所述第一组薄膜晶体管中的每个薄膜晶体管确定为结合有所述金属元素的薄膜晶体管。在一些实施例中，所述第一组薄膜晶体管中不同的薄膜晶体管的导通电流相同，所述第二组薄膜晶体管中不同的薄膜晶体管的导通电流相同。在一些实施例中，所述根据结合有所述金属元素的薄膜晶体管的位置，确定所述待测物体的参数包括：根据结合有所述金属元素的薄膜晶体管的位置，确定所述待测物体与所述金属离子结合的固定位置；根据所述固定位置确定所述待测物体的参数。本公开实施例提供的薄膜晶体管中，有源层在结合金属元素前后的载流子迁移率不同。这样，通过测试薄膜晶体管在导通的情况下源极和漏极之间的导通电流，可以确定薄膜晶体管是否结合了金属元素。进而，可以确定待测物体与金属离子结合的位置。通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征、方面及其优点将会变得清楚。附图说明附图构成本说明书的一部分，其描述了本公开的示例性实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理，在附图中：图1是根据本公开一些实施例的薄膜晶体管的结构示意图；图2是根据本公开一些实施例的薄膜晶体管阵列的结构示意图；图3是根据本公开一些实施例的待测物体的检测方法的流程示意图。应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。专利技术人发现，DNA的固定位置(例如碱基序列的特定位置，例如鸟嘌呤(G)-胞嘧啶(C)碱基对)可以与铜离子结合以形成络合物。如果能检测到DNA的哪些位置结合了铜离子，则可以识别出DNA的大致形态，如此可以得到DNA裁剪前后的长度，进而可以确定DNA的变化情况。基于上述考虑，本公开实施例提出了一种薄膜晶体管，用于检测结合有金属离子的待测物体的参数，例如长度等。待测物体例如可以是DNA。金属离子可以包括铜离子和铁离子中的至少一种。图1是根据本公开一些实施例的薄膜晶体管的结构示意图。如图1所示，薄膜晶体管100包括栅极101、位于栅极101一侧的栅极电介质层102、位于栅极电介质层102远离栅极101一侧的有源层103、源极104、漏极105和绝缘层106。有源层103位于源极104和漏极105之间。在某些实施例中，有源层103可以与源极104和漏极105分别接触。应理解，有源层103也可以称为沟道层。绝缘层106具有开口116，开口116使得有源层103远离栅极电介质层102一侧的部分表面露出。在某些实施例中，开口116中可以填充有保护材料，例如聚酰亚胺(PI)材料等。另外，绝缘层106还使得源极104远离栅极电介质层102一侧的至少部分表面和漏极105远离栅极电介质层102一侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜晶体管，用于检测结合有金属离子的待测物体的参数，其中：所述薄膜晶体管的有源层的载流子迁移率为第一迁移率，所述有源层与所述金属离子包含的金属元素结合后的载流子迁移率为第二迁移率，所述第二迁移率不同于所述第一迁移率。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管，用于检测结合有金属离子的待测物体的参数，其中：所述薄膜晶体管的有源层的载流子迁移率为第一迁移率，所述有源层与所述金属离子包含的金属元素结合后的载流子迁移率为第二迁移率，所述第二迁移率不同于所述第一迁移率。2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述薄膜晶体管还包括：栅极；位于所述栅极一侧的栅极电介质层；和位于所述栅极电介质层远离所述栅极一侧的源极、漏极和绝缘层，所述有源层位于所述源极和所述漏极之间，其中：所述绝缘层具有使得开口，所述开口使得所述有源层远离所述栅极电介质层一侧的部分表面露出，并且，所述绝缘层使得所述源极远离所述栅极电介质层一侧的至少部分表面和所述漏极远离所述栅极电介质层一侧的至少部分表面露出。3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述待测物体与所述金属离子化学结合，所述有源层与所述金属元素物理结合。4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述有源层的材料包括二硫化钼和二硫化钨中的至少一种。5.根据权利要求4所述的薄膜晶体管，其中，所述有源层的形状为柱状。6.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述待测物体包括DNA。7.根据权利要求6所述的薄膜晶体管，其中，所述参数包括长度。8.根据权利要求6所述的薄膜晶体管，其中，所述第二迁移率大于所述第一迁移率。9.根据权利要求2所述的薄膜晶体管，其中：所述源极和所述漏极的材料包括碳纳米管；所述栅极的材料包括石墨烯。10.根据权利要求1-9任意一项所述的薄膜晶体管，其中，所述金属离子包括铜离子和铁离子中的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：李广耀，黄磊，王海涛，汪军，王庆贺，李伟，王东方，闫梁臣，
申请(专利权)人：合肥鑫晟光电科技有限公司，京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34