本發(fā)明涉及一種電子器件，具體涉及一種只有敏感膜暴露在外面的基于有機(jī)薄膜晶體管反相器的傳感器，屬于有機(jī)電子器件技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

有機(jī)薄膜晶體管(Organic thin-film transistor)相對(duì)于傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)晶體管而言，器件的機(jī)械柔韌性更加優(yōu)異，加工成本更加低廉，對(duì)低成本、便攜式傳感器的應(yīng)用具有十足的吸引力，有望成為物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代十分重要的器件技術(shù)之一。近年來(lái)，基于有機(jī)薄膜晶體管的傳感器相繼被開(kāi)發(fā)出來(lái)，用以實(shí)現(xiàn)溫度、化學(xué)離子、生物分子、人體生命特征信息等多種檢測(cè)用途。為滿足傳感器對(duì)外界目標(biāo)檢測(cè)物的檢測(cè)需要將有機(jī)半導(dǎo)體暴露出來(lái)，這使得其他功能電路(如負(fù)載電路、信號(hào)放大電路、轉(zhuǎn)換電路等)的有機(jī)半導(dǎo)體在工藝制作過(guò)程中同樣被暴露出來(lái)。但是，一方面，由于有機(jī)半導(dǎo)體材料的性能受環(huán)境干擾大，導(dǎo)致這些配套的功能電路因有機(jī)半導(dǎo)體暴露而具有較差的穩(wěn)定性；另一方面，基于單一有機(jī)薄膜晶體管器件的傳感器在正常工作時(shí)需要保持在常開(kāi)的狀態(tài)，因而不可避免的帶來(lái)過(guò)高的功耗。因此，為了提高基于有機(jī)薄膜晶體管的傳感器的工作穩(wěn)定性以及降低器件過(guò)高的功耗，有必要提出一種新的器件結(jié)構(gòu)解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有的基于有機(jī)薄膜晶體管的傳感器工作穩(wěn)定性較差以及功耗較高的不足，本發(fā)明提供一種基于有機(jī)薄膜晶體管反相器的傳感器，其不僅能用來(lái)實(shí)現(xiàn)多種傳感功能，而且具有非常低的功耗和優(yōu)異的穩(wěn)定性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于有機(jī)薄膜晶體管反相器的傳感器，包括電接觸端子以及設(shè)置于襯底之上的第一有機(jī)薄膜晶體管和第二有機(jī)薄膜晶體管，所述第一有機(jī)薄膜晶體管作為負(fù)載元件，采用頂柵底接觸型結(jié)構(gòu)，所述第二有機(jī)薄膜晶體管作為傳感元件，采用底柵底接觸型結(jié)構(gòu)，該第一有機(jī)薄膜晶體管和第二有機(jī)薄膜晶體管公用同一柵絕緣層，組成互補(bǔ)反相器，所述電接觸端子與所述第一有機(jī)薄膜晶體管連接。

進(jìn)一步地，所述的第一有機(jī)薄膜晶體管由下而上依次為第一有機(jī)薄膜晶體管源極/第二有機(jī)薄膜晶體管漏極、第一有機(jī)薄膜晶體管有機(jī)半導(dǎo)體、柵絕緣層和第一有機(jī)薄膜晶體管柵極；所述第二有機(jī)薄膜晶體管由下而上依次為第二有機(jī)薄膜晶體管柵極、柵絕緣層、第二有機(jī)薄膜晶體管源極/第二有機(jī)薄膜晶體管漏極和第二有機(jī)薄膜晶體管有機(jī)半導(dǎo)體；所述第一有機(jī)薄膜晶體管的源極與所述電接觸端子連接。

進(jìn)一步地，所述第二有機(jī)薄膜晶體管有機(jī)半導(dǎo)體經(jīng)過(guò)修飾作為敏感膜，暴露在外面，以實(shí)現(xiàn)不同的傳感應(yīng)用。

進(jìn)一步地，所述第一有機(jī)薄膜晶體管源極、第一有機(jī)薄膜晶體管漏極和第二有機(jī)薄膜晶體管柵極處于結(jié)構(gòu)的同一層，所述第一有機(jī)薄膜晶體管柵極、第二有機(jī)薄膜晶體管源極和第二有機(jī)薄膜晶體管漏極處于結(jié)構(gòu)的同一層。

進(jìn)一步地，所述第一有機(jī)薄膜晶體管漏極與第二有機(jī)薄膜晶體管漏極相連，所述第一有機(jī)薄膜晶體管柵極與第二有機(jī)薄膜晶體管柵極相連，構(gòu)成互補(bǔ)反相器結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述第一有機(jī)薄膜晶體管有機(jī)半導(dǎo)體采用p型有機(jī)半導(dǎo)體，所述第二薄膜晶體管有機(jī)半導(dǎo)體采用n型有機(jī)半導(dǎo)體，所述電接觸端子作為電源端，所述第二有機(jī)薄膜晶體管源極作為接地端，所述第一有機(jī)薄膜晶體管柵極作為輸入端，所述第二有機(jī)薄膜晶體管漏極作為輸出端。

進(jìn)一步地，所述第一有機(jī)薄膜晶體管有機(jī)半導(dǎo)體采用n型有機(jī)半導(dǎo)體，所述第二薄膜晶體管有機(jī)半導(dǎo)體采用p型有機(jī)半導(dǎo)體，所述電接觸端子作為接地端，所述第二有機(jī)薄膜晶體管源極作為電源端，所述第一有機(jī)薄膜晶體管柵極作為輸入端，所述第二有機(jī)薄膜晶體管漏極作為輸出端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：器件工作穩(wěn)定好，功耗低；器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工序簡(jiǎn)化，制造成本低。所述第一有機(jī)薄膜晶體管和第二有機(jī)薄膜晶體管構(gòu)成互補(bǔ)型結(jié)構(gòu)的反相器，其靜態(tài)功耗幾乎為零，從而大大降低了傳感器的功耗；此外僅有作為傳感元件的第二有機(jī)薄膜晶體管有機(jī)半導(dǎo)體被暴露在外面，并且被設(shè)計(jì)和修飾實(shí)現(xiàn)各類(lèi)傳感功能，而作為負(fù)載元件的第一有機(jī)薄膜晶體管有機(jī)半導(dǎo)體被結(jié)構(gòu)保護(hù)而避免與外界環(huán)境接觸，從而提高了傳感器的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的器件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的A-A剖視圖。

圖3是圖1的B-B剖視圖。

圖中，001-襯底，002-柵絕緣層，101-第一有機(jī)薄膜晶體管柵極，102-第一有機(jī)薄膜晶體管源極，103-第一有機(jī)薄膜晶體管漏極，104-第一有機(jī)薄膜晶體管有機(jī)半導(dǎo)體，201-第二有機(jī)薄膜晶體管柵極，202-第二有機(jī)薄膜晶體管源極，203-第二有機(jī)薄膜晶體管漏極，204-第二有機(jī)薄膜晶體管有機(jī)半導(dǎo)體，301-第一通孔，302-第二通孔，303-第三通孔，401-電接觸端子。

具體實(shí)施方式

為更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。由于所述實(shí)施例為較佳實(shí)施方式，下面的描述僅以說(shuō)明本發(fā)明的一般原則為目的，而不是用以限定本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明由一個(gè)p型有機(jī)薄膜晶體管和一個(gè)n型有機(jī)薄膜晶體管構(gòu)成一個(gè)有機(jī)互補(bǔ)反相器，其中一個(gè)有機(jī)薄膜晶體管采用有機(jī)半導(dǎo)體層暴露在外面的底柵底接觸型結(jié)構(gòu)，以作為傳感元件，另外一個(gè)有機(jī)薄膜晶體管采用有機(jī)半導(dǎo)體層埋在柵絕緣層下面的頂柵底接觸型結(jié)構(gòu)，以作為負(fù)載元件，兩有機(jī)薄膜晶體管公用同一柵絕緣層。這種有機(jī)薄膜晶體管差異化的結(jié)構(gòu)，使得傳感元件的半導(dǎo)體被暴露在外面，從而被設(shè)計(jì)和修飾實(shí)現(xiàn)各類(lèi)傳感功能，而負(fù)載元件的半導(dǎo)體被保護(hù)，而避免了與外界環(huán)境接觸，從而提高了傳感器的穩(wěn)定性。此外，兩個(gè)有機(jī)薄膜晶體管恰好構(gòu)成互補(bǔ)型結(jié)構(gòu)的反相器，其靜態(tài)功耗幾乎為零，從而大大降低了傳感器的功耗。

參照?qǐng)D1所示，圖示基于有機(jī)薄膜晶體管反相器的傳感器包括電接觸端子401以及設(shè)置于襯底001之上的第一有機(jī)薄膜晶體管和第二有機(jī)薄膜晶體管。

請(qǐng)參閱圖2，所述第一有機(jī)薄膜晶體管由依次由下而上堆疊的第一有機(jī)薄膜晶體管源極102和第一有機(jī)薄膜晶體管漏極103(處于同一層)、第一有機(jī)薄膜晶體管有機(jī)半導(dǎo)體104、柵絕緣層002以及第一有機(jī)薄膜晶體管柵極101構(gòu)成，形成頂柵底接觸型有機(jī)薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，作為負(fù)載元件。

所述第二有機(jī)薄膜晶體管由依次由下而上堆疊的第二有機(jī)薄膜晶體管柵極201、柵絕緣層002、第二有機(jī)薄膜晶體管源極202和第二有機(jī)薄膜晶體管漏極203(處于同一層)以及第二有機(jī)薄膜晶體管有機(jī)半導(dǎo)體204構(gòu)成，形成底柵底接觸型有機(jī)薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，作為傳感元件。該第二有機(jī)薄膜晶體管有機(jī)半導(dǎo)體204作為敏感膜暴露在外面，通過(guò)對(duì)它的設(shè)計(jì)和修飾實(shí)現(xiàn)不同的傳感應(yīng)用。

所述第一有機(jī)薄膜晶體管漏極103與第二有機(jī)薄膜晶體管漏極203通過(guò)通孔301相連，所述第一有機(jī)薄膜晶體管源極102通過(guò)通孔302與所述電接觸端子401相連，請(qǐng)參閱圖,3，所述第一有機(jī)薄膜晶體管柵極101與第二有機(jī)薄膜晶體管柵極201通過(guò)通孔303相連，所述負(fù)載元件和傳感元件采用同一柵絕緣層002，即所述第一有機(jī)薄膜晶體管和第二有機(jī)薄膜晶體管公用同一柵絕緣層002，從而所述負(fù)載元件和傳感元件組成互補(bǔ)型反相器。所述通孔301、通孔302和通孔303均穿過(guò)所述柵絕緣層002。

請(qǐng)參照?qǐng)D2，所述第一有機(jī)薄膜晶體管源極102、第一有機(jī)薄膜晶體管漏極103和第二有機(jī)薄膜晶體管柵極201在器件結(jié)構(gòu)中處于同一層，因而可采用同一制作工藝；所述第一有機(jī)薄膜晶體管柵極101、第二有機(jī)薄膜晶體管源極202和第二有機(jī)薄膜晶體管漏極203在器件結(jié)構(gòu)中處于同一層，因而可采用同一制作工藝。因此簡(jiǎn)化了加工工序，降低了制造成本。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一有機(jī)薄膜晶體管有機(jī)半導(dǎo)體104采用p型有機(jī)半導(dǎo)體，所述第二薄膜晶體管有機(jī)半導(dǎo)體204采用n型有機(jī)半導(dǎo)體，所述電接觸端子401作為電源端，所述第二有機(jī)薄膜晶體管源極202作為接地端，所述第一有機(jī)薄膜晶體管柵極101作為輸入端，所述第二有機(jī)薄膜晶體管漏極203作為輸出端。

在另外一個(gè)實(shí)施例中，所述第一有機(jī)薄膜晶體管有機(jī)半導(dǎo)體104采用n型有機(jī)半導(dǎo)體，所述第二薄膜晶體管有機(jī)半導(dǎo)體204采用p型有機(jī)半導(dǎo)體，所述電接觸端子401作為接地端，所述第二有機(jī)薄膜晶體管源極202作為電源端，所述第一有機(jī)薄膜晶體管柵極101作為輸入端，所述第二有機(jī)薄膜晶體管漏極203作為輸出端。