[发明专利]基于氧化锌纳米线的压力传感器及其制备方法

说明书

一种基于氧化锌纳米线的压力传感器及其制备方法，该制备方法包括在基底上制备底电极；在底电极上制备种子层；在种子层上制备氧化锌纳米线层；在氧化锌纳米线层上制作支撑层；以及在支撑层上制作顶电极。本发明制作的基于a‑IGZO‑TFT和ZnO NWs的压力传感器实现了压力的检测；相对于传统的压电材料而言的，如陶瓷类材料的压力传感器，一般制备温度在1000K以上，而本发明实现了在低温(70‑100℃)下制备压力传感器的技术。

技术领域

本发明属于金属氧化物晶体管及压力传感器领域，具体涉及一种基于氧化锌纳米线的压力传感器及其制备方法。

背景技术

非晶态铟镓锌氧薄膜晶体管(a-IGZO-TFT)自问世以来就受到研究人员的广泛关注。由于具备高的迁移率、超低的关态漏电流、大的禁带宽度以及制备工艺与现有薄膜晶体管技术兼容等特性，使其在低功耗应用、高分辨率及高刷新显示面板以及透明显示中具备极强的竞争力。

在未来的万物互联时代，实现信号的采集与传送成为了重中之重。其中对压力的检测成为柔性电子皮肤、高灵敏度机械手臂等技术应用的基础。对于压力传感阵列来说，通常会使用一个薄膜晶体管作为选通器件来控制像素单元。a-IGZO-TFT作为新型薄膜晶体管技术的代表，其所具备的高迁移率、超低的漏电流以及大面积制备时的高均一性等特点完美契合选通器件的选择标准。近些年来，基于a-IGZO-TFT的压力传感器也得到了迅速的发展。另外，虽然基于a-IGZO-TFT的显示面板已经实现商业化。但是，如何在传统的单纯用于显示目的的面板中集成更多功能实现新型的交互体验成为未来显示行业发生变革的重要技术指导。目前人们已经对压力传感的集成技术进行了探索。

目前用于实现压力传感的材料主要为压电材料。其中陶瓷类材料具有非常高的压电系数成为实现压力转化的最佳选择。但是由于这类材料在完成极化时需要高温、高压等严苛的条件，从而限制了其在TFT(薄膜晶体管)显示面板等低温制备工艺中的应用；另一类研究比较多的压电材料为聚偏二氟乙烯膜(PVDF)，同样的问题是为了实现相对高的灵敏度及压电系数，在该类材料制备时需要高温和高电场的作用，这也限制了其在TFT中的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种基于氧化锌纳米线的压力传感器及其制备方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种基于氧化锌纳米线的压力传感器，包括：

在基底上制备底电极；

在底电极上制备种子层；

在种子层上制备氧化锌纳米线层；

在氧化锌纳米线层上制作支撑层；以及

在支撑层上制作顶电极。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种如上所述制备方法得到的压力传感器。

基于上述技术方案可知，本发明的基于氧化锌纳米线的压力传感器及其制备方法相对于现有技术至少具有以下优势之一或一部分：

1、本发明制作的基于a-IGZO-TFT和ZnO NWs的压力传感器实现了压力的检测；

2、相对于传统的压电材料而言的，如陶瓷类材料的压力传感器，一般制备温度在1000K以上，而本发明实现了在低温(70-100℃)下制备压力传感器的技术；

3、相对于传统的材料(如聚合物类材料)需要在高的极化电场(600V)才能实现压力传感的特性，而本发明实现了压力传感器在较低电压(3-5V)操作下实现压力传感的特性；

4、本发明由于采用IGZO半导体材料作为薄膜晶体管，其具有柔性、可弯曲等的特征，因此对于电子皮肤、智能机械手臂以及显示面板中的压力集成提出了一套技术方案。

附图说明