一种悬浮二维材料压力传感器及其制备方法技术

技术编号:38078266 阅读:21 留言:0更新日期:2023-07-06 08:45
本发明专利技术涉及一种基于悬浮二维材料的压力传感器及其制备方法,属于微电子压力传感器技术领域。压力传感器采用悬浮二维材料作为敏感薄膜结构,其中,电极与悬浮二维材料相连接,当外部施加的压力使悬浮二维材料产生形变及应变,根据二维材料压阻效应,悬浮二维材料的电阻将发生变化,从而检测到所施加的压力。本发明专利技术通过将二维材料转移到刻蚀贯穿的通孔上,提升悬浮二维材薄膜的质量,提高了器件成品率。所使用的原子层级别厚度的悬浮二维材料可显著提高压阻式的压力传感器的灵敏度、分辨率与检测极限。本发明专利技术采用的晶圆键合工艺,可一次性大批量密封空腔,提高器件产率与规模化制备能力。能力。能力。

【技术实现步骤摘要】
一种悬浮二维材料压力传感器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种基于悬浮二维材料的压力传感器及其制备方法,属于微电子压力传感器


技术介绍

[0002]微电子机械压力传感器的应用十分广泛,用于汽车行业、医疗器械、航空航天、水利水电、铁路交通、智能建筑等多种工业控制领域。随着航空航天、物联网、生物医疗、消费电子、可穿戴设备等领域的快速发展,包括压力传感器在内的多种微电子机械传感器在众多应用上追求的目标是:持续降低尺寸,提高器件性能。
[0003]一个典型的压力传感器通常包含一个敏感单元,该敏感单元随着施加的压力而产生对应的形变与应变,从而引起压力传感器的传感结构的电阻或电容等发生变化。目前,微电子机械传感器不断小型化需要持续减小部件和封装的尺寸,保证生产率的情况下可降低器件成本,同时也是新兴高科技应用所必需的。
[0004]然而,压力传感器在微型化与灵敏度方面存在矛盾。传统的压力传感器难以在进一步小型化的同时保证高灵敏度。基于石墨烯的纳机电压力传感器是一种新型的压力传感器,其通过悬浮在空腔上的石墨烯受力后发生形变及应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种悬浮二维材料压力传感器,其特征在于:压力传感器采用悬浮二维材料作为敏感薄膜结构,压力传感器的敏感薄膜,采用原子层级别厚度的悬浮二维材料;电极包括源电极与漏电极;其中,电极与悬浮二维材料相连接,当外在压力施加在悬浮二维材料使其产生形变,悬浮二维材料薄膜中产生应变,根据二维材料压阻效应,悬浮二维材料的电阻发生变化,从而检测到所施加的压力。2.如权利要求1所述的一种悬浮二维材料压力传感器,其特征在于:敏感薄膜采用的原子层级别厚度的悬浮二维材料,包括石墨烯、六方氮化硼h

BN、二硒化钨WSe2、二硒化钼MoSe2、二硒化钒VSe2、二硒化铬CrSe2、二硒化铂PtSe2、二硫化钨WS2、二硫化铬CrS2、二硫化钼MoS2、二碲化钼MoTe2、二碲化钨WTe2、其他过渡金属二硫属化物TMDC、h

BN/石墨烯、h

BN/WSe2、h

BN/MoSe2、h

BN/PtSe2、h

BN/VSe2、h

BN/CrSe2、h

BN/MoS2、h

BN/WS2、h

BN/CrS2、h

BN/MoTe2、h

BN/WTe2、石墨烯/WSe2、石墨烯/MoSe2、石墨烯/PtSe2、石墨烯/VSe2、石墨烯/CrSe2、石墨烯/MoS2、石墨烯/WS2、石墨烯/CrS2、石墨烯/MoTe2、石墨烯/WTe2、h

BN/石墨烯/WSe2、h

BN/石墨烯/MoSe2、h

BN/石墨烯/PtSe2、h

BN/石墨烯/VSe2、h

BN/石墨烯/CrSe2、h

BN/石墨烯/MoS2、h

BN/石墨烯/WS2、h

BN/石墨烯/CrS2、h

BN/石墨烯/MoTe2、h

BN/石墨烯/WTe2。3.如权利要求1或2所述的一种悬浮二维材料压力传感器,其特征在于,悬浮二维材料包括1

10个原子层,以及比其更厚的二维材料薄膜。4.如权利要求1或2所述的一种悬浮二维材料压力传感器,其特征在于,压力传感器的敏感薄膜是原子层级别厚度的二维材料金属、金属氧化物、有机聚合物、聚碳酸酯、氮化硅及其他纳米薄层材料物理堆栈构成的复合薄膜,包括Al2O3/石墨烯、Al2O3/MoS2、PMMA/石墨烯、PMMA/MoS2、PDMS/石墨烯、PC/MoS2、PC/石墨烯、Si3N4/石墨烯、Al2O3/石墨烯/MoS2、PMMA/石墨烯/MoS2。5.如权利要求1或2所述的一种悬浮二维材料压力传感器,其特征在于,原子级别厚度的二维材料的来源,包括化学气相沉积合成、机械剥离、液相剥离、外延生长、还原氧化、层层堆栈转移。6.如权利要求1或2所述的一种悬浮二维材料压力传感器,其特征在于,原子级别厚度的悬浮二维材料的形状,包括四周全覆盖住空腔的薄膜;空腔形状,包括圆形、长方形、正方形等多边形,数量是1个或呈阵列式排列的多个空腔,空腔面积大小的范围选取,包括1μm2到10000μm2。7.如权利要求1或2所述的一种悬浮二维材...

【专利技术属性】
技术研发人员:范绪阁何昶葛庚午
申请(专利权)人:北京理工大学
类型:发明
国别省市:

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