[发明专利]一种基于硒化铟晶体管的PVDF压电传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种基于硒化铟晶体管的PVDF压电传感器，其特征在于，包括P型硅片、二氧化硅薄膜、三氧化二铝薄膜、两个金属电极、InSe纳米薄膜和PVDF薄膜，所述P型硅片的一侧上表面依次设置所述二氧化硅薄膜、三氧化二铝薄膜和InSe纳米薄膜，所述InSe纳米薄膜上还设置有PMMA层，两个金属电极固定于InSe纳米薄膜上，所述P型硅片的另一侧上表面设置有所述PVDF薄膜，所述PVDF薄膜上下表面均设有一层Au，所述Au与金属电极之间相连。

2.根据权利要求1所述的基于硒化铟晶体管的PVDF压电传感器，其特征在于，所述二氧化硅薄膜为热氧化的且厚度为80～120nm的二氧化硅薄膜。

3.根据权利要求2所述的基于硒化铟晶体管的PVDF压电传感器，其特征在于，所述P型硅片为重掺杂的P型硅片，所述三氧化二铝薄膜的厚度为10～15nm。

4.根据权利要求3所述的基于硒化铟晶体管的PVDF压电传感器，其特征在于，所述PMMA层的厚度为200～250nm，所述硒化铟纳米薄膜厚度为20～50nm。

5.根据权利要求4所述的基于硒化铟晶体管的PVDF压电传感器，其特征在于，所述Au的厚度为50～100nm。

6.根据权利要求5所述的基于硒化铟晶体管的PVDF压电传感器，其特征在于，所述金属电极为Ti/Au电极，其中，Ti的厚度为5～15nm，Au的厚度为50～100nm。

7.一种权利要求1所述的基于硒化铟晶体管的PVDF压电传感器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)准备热氧化了二氧化硅的P型硅片，进行清洗；

(2)清洗完毕，使用原子层沉积技术在100～200℃下沉积三氧化二铝，使得三氧化二铝薄膜的厚度为10～15nm；

(3)在生长有二氧化硅薄膜和三氧化二铝薄膜的P型硅片上制备InSe纳米薄膜；

(4)利用光学显微镜定位多层InSe纳米薄膜，用金属掩膜版定义电极位置，放置在电子束蒸发沉积系统中，蒸镀金属电极，得到器件一；

(5)采用PI胶带遮住器件一的一侧，将器件一旋涂PMMA，并在110～170℃的条件下烘烤30～90min，将器件一未覆盖的一侧进行封装；

(6)将PI胶带撕下，并将胶带覆盖的一侧区域置于5～15％浓度的氢氟酸中20～30min，刻蚀掉PI胶带覆盖的一侧的二氧化硅以及三氧化二铝；

(7)使用光学掩膜版遮住器件一侧，磁控溅射在氢氟酸刻蚀掉的区域上沉积50～100nm的金；

(8)将PVDF材料置于金上，生成PVDF薄膜；

(9)使用光学掩膜版，磁控溅射在PVDF薄膜上生长沉积50～100nm的金，在测试中将PVDF薄膜上部的Au与金属电极之间相连。

8.根据权利要求7所述的基于硒化铟晶体管的PVDF压电传感器的制作方法，其特征在于，所述步骤(1)中，清洗的过程为：

a、采用氮气枪预吹扫P型硅片；

b、采用浓度为3～10％的碱性清洗液，超声5～10min后，用大量去离子水冲洗；

c、用去离子水冲洗后，放入一个装有去离子水的烧杯中超声5～10min；

d、再放入另一个装有去离子水的烧杯中超声5～10min后取出，立即用氮气枪吹干；

e、在丙酮中超声5～10min后取出，立即放入装有乙醇的烧杯，并在装有乙醇的烧杯超声5～10min后取出，立即用氮气枪吹干。

9.根据权利要求6所述的基于硒化铟晶体管的PVDF压电传感器的制作方法，其特征在于，所述步骤(1)中，P型硅片的尺寸为长3～5cm，宽1～2cm；

所述步骤(4)中的金属电极为的Ti/Au电极，Ti的厚度为5～15nm，Au的厚度为50～100nm。

10.根据权利要求6所述的基于硒化铟晶体管的PVDF压电传感器的制作方法，其特征在于，所述步骤(3)中，制备InSe纳米薄膜的过程为：使用纯度为99％的InSe材料，取一小块InSe放置在胶带上，然后反复黏撕胶带，重复多次后将胶带黏在生长有二氧化硅薄膜和三氧化二铝薄膜的P型硅片上，撕去胶带得到多层的InSe纳米薄膜。