[发明专利]基于场效应晶体管的气体传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于场效应晶体管的气体传感器，其特征在于，包括衬底、绝缘层、有源层、源极和漏极，所述绝缘层设置在所述衬底和有源层之间，所述源极和漏极分别间隔设置在所述有源层远离所述绝缘层的一侧，所述有源层的材料为二氧化钛纳米纤维或氧化锌纳米纤维。

2.如权利要求1所述的基于场效应晶体管的气体传感器，其特征在于，所述衬底的材料为重掺杂p型硅。

3.如权利要求1所述的基于场效应晶体管的气体传感器，其特征在于，所述绝缘层的材料为二氧化硅、氧化锆、氧化铪、氧化铝或氧化钇中的任意一种，所述漏极和源极的材料为金或铝。

4.如权利要求1所述的基于场效应晶体管的气体传感器，其特征在于，所述衬底的厚度为0.2～1mm，所述绝缘层的厚度为60～300nm，所述有源层的厚度为20～80nm，所述源极和漏极的厚度分别为70～500nm。

5.如权利要求1所述的基于场效应晶体管的气体传感器，其特征在于，所述二氧化钛纳米纤维或氧化锌纳米纤维的直径为30～150nm，比表面积为10⁷～10⁸m²/m³。

6.如权利要求1～5中任一项所述的基于场效应晶体管的气体传感器，其特征在于，所述气体传感器为底栅顶接触式结构。

7.一种用于制备如权利要求1～6中任一项所述基于场效应晶体管的气体传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在所述衬底上制备得到所述绝缘层；

将钛盐或锌盐用溶剂溶解得到金属盐溶液，将金属盐溶液与聚合物混合形成静电纺丝前驱体溶液，通过静电纺丝装置在所述绝缘层上制备得到复合纳米纤维，经退火处理后，得到二氧化钛纳米纤维或氧化锌纳米纤维形成的所述有源层；

在所述有源层上沉积所述源极和漏极。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述钛盐为四氯化钛，所述锌盐为氯化锌，所述溶剂为二甲基甲酰胺或乙二醇甲醚，所述聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯或聚乙烯吡咯烷酮，所述钛盐或锌盐与所述溶剂的摩尔比为1:100～16:100，所述聚合物与所述金属盐溶液的摩尔比为1:20～1:3。

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝装置的收集基板与针头之间的距离为1～20cm，加直流电压为1～20KV，静电纺丝的温度为10～40℃。

10.如权利要求7～9中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述退火处理的温度为330～500℃，时间为0.1～2h。