一种多介质检测传感器及其制作方法技术

本发明专利技术实施例提供的一种多介质检测传感器及其制作方法，其中多介质检测传感器包括：衬底；栅极，设置于所述衬底上表面；有源层，覆盖在所述衬底的上表面，在所述栅极与所述有源层之间形成腔体结构；其中，所述腔体结构用于容纳气体介质形成栅介质层；其中，所述有源层为铟镓锌氧化物；源极和漏极，间隔的覆盖在所述有源层的两侧表面。本发明专利技术提供的多介质检测传感器可实现单一传感器进行紫外光以及多种气体的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种多介质检测传感器及其制作方法
本专利技术涉及半导体材料及微电子
，具体而言，涉及一种多介质检测传感器及其制作方法。
技术介绍
随着生活水平的提高和环保意识的加强，人们对各种有毒有害物质的检测，对大气污染、工业废气的检测以及对食品和居住环境质量的检测都提出了更高的要求，作为感官或信号输入部分之一的各种类型的传感器在生产、生活中作用日益凸显。因此，可以测试不同介质的多用途传感器被广泛关注。现有的传感器一般都只能完成一种介质的检测，例如：基于硅基光电二极管的光感器只能检测光介质；基于电化学的气体传感器只能检测气体介质等。如果需要检测多种介质，则需要将不同类型的传感器集成在一起。这种集成在一起的传感器不仅成本升高，而且由于信号处理方式不同，不便于集成在同一设备上。因此，可见目前单一的传感器还难以针对多种介质进行同时检测。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种多介质检测传感器及其制作方法，其中多介质检测传感器或采用该多介质检测传感器的制作方法制作而成的传感器，可在不集成多种传感器的情况下可同时用于紫外光以及多种气体介质的检测。第一方面，本申请通过一实施例提供如下技术方案：一种多介质检测传感器，包括：衬底；栅极，设置于所述衬底上表面；有源层，覆盖在所述衬底的上表面，在所述栅极与所述有源层之间形成腔体结构的栅介质层；其中，所述有源层为铟镓锌氧化物；源极和漏极，间隔的覆盖在所述有源层的两侧表面。优选地，所述铟镓锌氧化物的厚度小于500nm。优选地，所述铟镓锌氧化物的厚度为50-500nm。优选地，所述源极的一边部和所述漏极的一边部均延伸至所述衬底上表面。优选地，所述栅介质层的厚度为500nm-1000nm。第二方面，基于同一专利技术构思，本申请通过一实施例提供如下技术方案：一种多介质检测传感器的制作方法，包括：在衬底上方制作覆盖栅极的牺牲层；制作覆盖在所述牺牲层上的有源层；其中，所述有源层为铟镓锌氧化物；在所述有源层上表面的两侧分别制作源极和漏极；刻蚀所述牺牲层，以去除所述牺牲层形成腔体结构的栅介质层。优选地，所述制作覆盖在所述牺牲层上的有源层，包括：制作覆盖在所述牺牲层上的厚度小于500nm的所述有源层。优选地，所述制作覆盖在所述牺牲层上的有源层，具体包括：制作覆盖在所述牺牲层上的厚度为50-500nm的所述有源层。优选地，所述在所述有源层上表面的两侧分别制作源极和漏极，包括：在所述有源层上表面的两侧分别制作延伸至衬底的源极和漏极。优选地，所述刻蚀所述牺牲层，以去除所述牺牲层形成腔体结构的栅介质层之后，还包括：对所述有源层进行退火处理，以提高所述有源层的强度。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本实施例提供的一种多介质检测传感器及其制作方法，其中多介质检测传感器由于具备腔体结构的栅介质层，在栅介质层中可充入需检查环境的气体和/或光线。由于有源层为IGZO半导体，其对紫外光具有较强的敏感性，同时，不同气体在栅介质层中可对源极漏极之间的沟道中的载流子产生不同的影响(即具有不同的敏感性)，该影响具有高灵敏度、高信噪比的特点。最终实现同一传感器对不同气体以及紫外光进行检测。并且在本实施例中的多介质检测传感器其结构简单易于制作，可更有利于集成在显示或可穿戴设备上，并实现电子皮肤的兼容，还可节约成本。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本专利技术第一实施例提供的一种薄膜晶体管的结构示意图；图2是本专利技术第二实施例提供的一种薄膜晶体管的制作方法的流程图；图3是本专利技术第二实施例提供的一种薄膜晶体管的制作过程的结构变化示意图；图4是本专利技术第四实施例提供的一种多介质检测传感器的制作方法的流程图。图标：10-薄膜晶体管；11-衬底；12-栅极；13-有源层；14-栅介质层；15-源极；16-漏极。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。第一实施例请参照图1，本实施例提供一种薄膜晶体管10，包括：衬底11；栅极12，设置于衬底11上表面；有源层13，覆盖在衬底11的上表面，在栅极12与有源层13之间形成腔体结构，腔体结构用于容纳气体介质形成栅介质层14；源极15和漏极16，间隔的覆盖在有源层13的两侧表面。衬底11为绝缘衬底，具体可为玻璃衬底、氧化铝(Al2O3)、碳化硅(SiC)等现有的衬底材料，不作限制。衬底11的厚度可根据器件的性能要求进行确定，如，本实施例中的衬底11厚度可为100μm-500μm，具体可取值为300um、350um、400um等。栅极12设置在衬底11的上表面。具体的，栅极12为金属，例如栅极12可为钼(Mo)、铂(Pt)、金(Au)、铜(Cu)、银(Ag)中的至少一种组成。栅极12的厚度小于1um。优选地，栅极12厚度小于100nm。具体厚度可根据工艺和器件要求进行确定，例如可为30nm、50nm、100nm等。为了便于半导体工艺过程中对牺牲层(栅介质层14由牺牲层被刻蚀后得到)进行刻蚀，在本实施例中可在衬底11上表面形成容纳栅极12的凹槽，将栅极12填充在凹槽内(即嵌在凹槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多介质检测传感器，其特征在于，包括：/n衬底；/n栅极，设置于所述衬底上表面；/n有源层，覆盖在所述衬底的上表面，在所述栅极与所述有源层之间形成腔体结构；其中，所述腔体结构用于容纳气体介质形成栅介质层，所述有源层为铟镓锌氧化物；/n源极和漏极，间隔的覆盖在所述有源层的两侧表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种多介质检测传感器，其特征在于，包括：
衬底；
栅极，设置于所述衬底上表面；
有源层，覆盖在所述衬底的上表面，在所述栅极与所述有源层之间形成腔体结构；其中，所述腔体结构用于容纳气体介质形成栅介质层，所述有源层为铟镓锌氧化物；
源极和漏极，间隔的覆盖在所述有源层的两侧表面。


2.根据权利要求1所述的多介质检测传感器，其特征在于，所述铟镓锌氧化物的厚度小于500nm。


3.根据权利要求2所述的多介质检测传感器，其特征在于，所述铟镓锌氧化物的厚度为50-500nm。


4.根据权利要求1所述的多介质检测传感器，其特征在于，所述源极的一边部和所述漏极的一边部均延伸至所述衬底上表面。


5.根据权利要求1所述的多介质检测传感器，其特征在于，所述栅介质层的厚度为500nm-1000nm。


6.一种多介质检测传感器的制作方法，其特征在于，包括：
在衬底上方制作覆盖栅极的牺牲层；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆丛研，卢年端，李泠，刘宇，王嘉玮，耿玓，刘明，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11