[发明专利]一种PN结二极管传感器及其制作方法和应用

权利要求书

1.一种PN结二极管传感器，其特征在于，包括

表面有厚度为500nm二氧化硅层的衬底；

蒸镀在二氧化硅层表面的N型半导体层及P型半导体层，两种半导体层之间部分相互重叠，重叠部分的宽度小于半导体层宽度的1/10；

在N型半导体层及P型半导体层上均设有金电极，两金电极之间的距离为电极长度的1/100-3/100；

所述的N型半导体层的材质为N,N’-双(3-(全氟辛烷)-丙烷)-1,4,5,8萘’四羧酸二氨酯，所述的P型半导体层的材质为DNTT。

2.根据权利要求1所述的一种PN结二极管传感器，其特征在于，N型半导体层的厚度大于P型半导体层。

3.如权利要求1所述的PN结二极管传感器的制作方法，其特征在于，采用以下步骤：

(1)衬底清洁处理：使用丙酮，异丙醇分别超声衬底半小时，用无水乙醇和去离子水冲洗，使用氮气吹干衬底表面；

(2)衬底上蒸镀P型半导体层：使用真空蒸镀仪进行热蒸镀，在衬底上形成P型有机半导体薄膜层；

(3)衬底上蒸镀N型半导体层：使用真空蒸镀仪进行热蒸镀，在衬底上形成N型有机半导体薄膜层，厚度比P型有机半导体薄膜层厚10nm；

(4)在半导体薄膜层上沉积电极：使用掩膜板在N型半导体层及P型半导体层上沉积金作为电极。

4.如权利要求1所述的PN结二极管传感器的应用，其特征在于，对有害粉末样品进行检测，以硅胶粉为背景粉体，使用PN结二极管传感器检测三聚氰胺的含量，可以检测出百万分之一浓度的三聚氰胺。

5.根据权利要求4所述的PN结二极管传感器的应用，其特征在于，采用以下步骤：

(1)将传感器放入密闭腔体中，通过探针台，将其与K-4200连接测试其电学特性；

(2)将三聚氰胺和硅胶粉研磨混合均匀，配得到三聚氰胺浓度为0、1ppm、100ppm、1％、100％；

(3)在室温条件下测试器件的电学性能，待其电流稳定后，将不同浓度的混合物撒在三聚氰胺表面，观察器件的电学性能的变化，混合物中三聚氰胺浓度越高电流变化越大。

6.根据权利要求4所述的PN结二极管传感器的应用，其特征在于，以氮气为背景气体，使用传感器检测其中氨气的含量，可以检测1ppm浓度的氨气，当传感器处于1ppm浓度的氨气中时电流变化达到50％。

7.根据权利要求6所述的PN结二极管传感器的应用，其特征在于，采用以下步骤：

(1)将传感器放入密闭腔体中，通过探针台，将其与K-4200连接测试其电学特性；

(2)在室温条件下给密闭腔体中充满氮气，测试传感器的电学性能；

(3)待电流稳定后，注入氨气，使得密闭腔体中充满氨气含量为1ppm，此时传感器的电流明显下降；

(4)鼓入氮气并对传感器加热5分钟到80摄氏度，待传感器冷却后，继续测试传感器的电流，传感器的电流恢复到最初大小。