CN106950000A - 一种脉搏压力传感器、芯片、装置、系统及其制备方法 - Google Patents
一种脉搏压力传感器、芯片、装置、系统及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106950000A CN106950000A CN201710197532.2A CN201710197532A CN106950000A CN 106950000 A CN106950000 A CN 106950000A CN 201710197532 A CN201710197532 A CN 201710197532A CN 106950000 A CN106950000 A CN 106950000A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pulse pressure
- active layer
- gel
- film
- source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000035485 pulse pressure Effects 0.000 title claims abstract description 77
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 50
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 60
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 38
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 27
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 20
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 18
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 16
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 claims description 11
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 10
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 9
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 8
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 8
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 7
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 claims description 5
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 claims description 5
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 claims description 5
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 4
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 claims description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 4
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 4
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims description 4
- DAZXVJBJRMWXJP-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethylethylamine Chemical compound CCN(C)C DAZXVJBJRMWXJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims description 4
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004160 Ammonium persulphate Substances 0.000 claims description 3
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 claims description 3
- 235000019395 ammonium persulphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 3
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000004816 dichlorobenzenes Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 3
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 claims description 3
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 claims description 3
- 238000010422 painting Methods 0.000 claims description 3
- 229920005575 poly(amic acid) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 2
- -1 chromium or titanium Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims 1
- 239000000783 alginic acid Substances 0.000 claims 1
- 229960001126 alginic acid Drugs 0.000 claims 1
- 150000004781 alginic acids Chemical class 0.000 claims 1
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 claims 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 24
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 4
- 229920000547 conjugated polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 108010025899 gelatin film Proteins 0.000 description 3
- 230000036541 health Effects 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 2
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- IBZJNLWLRUHZIX-UHFFFAOYSA-N 1-ethyl-3-methyl-2h-imidazole Chemical class CCN1CN(C)C=C1 IBZJNLWLRUHZIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine Chemical compound CN(C)CCN(C)C KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 125000004386 diacrylate group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 125000002147 dimethylamino group Chemical group [H]C([H])([H])N(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 150000002466 imines Chemical class 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000671 polyethylene glycol diacrylate Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 125000001889 triflyl group Chemical group FC(F)(F)S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
- G01L9/0073—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance using a semiconductive diaphragm
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6843—Monitoring or controlling sensor contact pressure
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biophysics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Physiology (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
本申请涉及一种脉搏压力传感器、芯片、装置、系统及其制备方法，该传感器由有机晶体管构成，其特征在于：所述有机晶体管包括绝缘衬底、金属电极、有源层、介电薄膜，在所述绝缘衬底上依次平行相邻设置源、栅和漏金属电极，在所述源、漏金属电极上设置有源层，在所述有源层和金属电极之上设置介电薄膜，且所述有源层与所述介电薄膜之间通过空气间隔。其中的介电薄膜为具有弹性、矩形凹槽结构的凝胶。所述有机晶体管的金属电极通过柔性导线引出，从而实现脉搏压力信号的检测。该传感器、芯片、装置、系统具有柔性、超薄、低工作电压、高灵敏度的特点，可用于可穿戴设备中，可以实现脉搏压力信号的持续性检测。
Description
技术领域
本申请涉及一种基于脉搏压力传感器、芯片、装置、系统及其制备方法，特别涉及一种基于柔性、透明、超薄、低电压有机晶体管的脉搏压力传感器、装置、系统及其制备方法。
背景技术
生命体征是用来判断病人的病情轻重和危急程度的指征，对其进行长期实时的监测具有重要意义。传统的生命体征检测和监测设备价格昂贵，操作复杂，并且体积庞大，适用于医院、检验机构等。未来人体生命体征的检测和监测设备必然会向体积小，价格低，操作简单，低工作电压等方向发展。在脉搏监测领域，脉搏压力信号的实时、连续、高灵敏度、低电压探测是目前国内外学者主要的研究方向。基于有机薄膜晶体管的脉搏压力传感器具有柔性、制备成本低廉、灵敏度高、生物兼容性好等特点,在无创健康监测方面具有潜在的应用价值优势。然而，传统的有机薄膜晶体管厚度较大，无法完全贴附于非平整的皮肤表面；工作电压过高,无法适合于具有长续航能力的可穿戴设备中。
发明内容
为了解决现有技术中芯片的工作电压大、体积庞大、无法实施持续测量等技术问题，本申请提出一种基于柔性、超薄有机晶体管的可穿戴脉搏压力传感器芯片，该传感器由有机晶体管构成，所述有机晶体管包括绝缘衬底、金属电极、有源层、介电薄膜，在所述绝缘衬底上依次平行相邻设置源、栅和漏金属电极，在所述源、漏金属电极上设置有源层，在所述有源层和金属电极之上设置介电薄膜，且所述有源层与所述介电薄膜之间通过空气间隔。
所述的脉搏压力传感器，其中，所述的有机晶体管的绝缘衬底为柔性薄膜。
所述的脉搏压力传感器，其中，所述有机晶体管的源、漏和栅金属电极通过异方性导电胶膜分别引出，所述晶体管贴敷于皮肤表面，在胶膜导线的栅极和漏极上施加一定电压，源极上随脉搏压力实时变化的电流通过输出电路读出，实现脉搏压力信号检测过程。
所述的脉搏压力传感器，其中，所述的介电薄膜的上表面为平面形状，作为脉搏压力信号的接触面，下表面为矩形凹槽结构，作为脉搏压力信号的感应面。
所述的脉搏压力传感器，其中，所述凹槽结构根据有机薄膜晶体管中有源区源、漏电极的形状而调整，包括矩形、圆形、椭圆形至少之一。
所述的脉搏压力传感器，其中，所述有源层为有机半导体薄膜层，所述的介电薄膜的材料为柔性、弹性的凝胶。所述的脉搏压力传感器，其中，在所述有源层、金属电极之上利用贴敷方法设置介电薄膜。
所述的脉搏压力传感器，其中，所述凝胶包括水凝胶、离子凝胶至少之一。
所述的脉搏压力传感器，其中，所述凝胶的制备材料包括海藻酸钠（Alginate），丙烯酰胺（Acrylamide）,过硫酸铵（ammonium persulphate），N,N′-亚甲基双丙烯酰胺（N,N′-Methylenebisacrylamide），硫酸钙（Calcium sulfate slurry(CaSO4·2H2O）,1,2-双(二甲基氨基)乙烷（N,N,N′,N′-Tetramethylethylenediamine）。
所述的脉搏压力传感器，其中，所述传感器在一定的工作电压下，所述凝胶的上表面未探测到压力或者压力小于某个阈值时，有源层中无法积累电荷，无法形成导电沟道，输出的电流处于较低的量级。
所述的脉搏压力传感器，其中，所述传感器在一定的工作电压下，所述凝胶的上表面探测到压力时，介电薄膜下表面与有源层接触面将随压力的变化而变化，从而在凝胶-有源层界面形成大小不同的电容，在有源层靠近界面处的导电沟道中积累的电荷数量也随之改变，并产生相应的电流变化。
一种脉搏压力检测芯片，其中，包括上述所述的脉搏压力传感器。
一种脉搏压力检测装置，其中，包括上述所述的脉搏压力检测芯片。
一种脉搏压力检测系统，其中，包括上述所述的脉搏压力检测装置。
一种脉搏压力传感器的检测方法，该传感器由有机晶体管构成，所述有机晶体管包括绝缘衬底、金属电极、有源层、介电薄膜，所述介电薄膜的材料为柔性、弹性的凝胶；包括如下步骤：
（1）所述传感器在一定的工作电压下，凝胶的上表面未探测到压力或者压力小于某个阈值时，有源层中无法积累电荷，无法形成导电沟道，输出的电流处于较低的量级；
（2）所述传感器在一定的工作电压下，所述凝胶的上表面探测到压力时，介电薄膜下表面与有源层接触面将随压力的变化而变化，从而在凝胶-有源层界面形成大小不同的电容，在有源层靠近界面处的导电沟道中积累的电荷数量也随之改变，并产生相应的电流变化。
一种如上述任一项所述的脉搏压力传感器的制备方法，其中，矩形凹槽水凝胶膜的制备包括如下步骤：1、制备水凝胶模具；2、制备水凝胶薄膜。
所述的制备方法，其中，所述步骤1具体为：
（1）制备光刻掩膜板，其透光部分为长度大约为7毫米，宽度大约为5毫米的矩形窗口；其透光部分的面积比有源层略大；
（2）选用硅片作为模具材料，在该硅片上凃甩负光刻胶，通过光刻工艺在该衬底上形成具有步骤（1）中所述的长度大约为7毫米，宽度大约为5毫米的光刻胶结构；
（3）通过干法或湿法刻蚀工艺，将衬底上未被光刻胶保护的部分刻蚀100微米左右深度，制得所需要的模具。
所述的制备方法，其中，所述步骤2具体为：
（1）将海藻酸钠和丙烯酰胺粉末按一定的质量比加入去离子水中，静置至完全溶解；
（2）在所述步骤（1）中的溶液，加入适量的过硫酸铵和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺；
（3）将溶液抽真空，再把抽完真空的溶液倒入玻璃培养皿中；
（4）在溶液中加入少量硫酸钙和1,2-双(二甲基氨基)乙烷；
（5）将溶液放置在50℃恒温水浴，并在波长为254纳米、功率约为8 瓦的紫外灯下照射1小时；
（6）将溶液放置在一定湿度的容器中静置1天，并用氮气除去表面残留的水分。
一种如上述任一项所述的脉搏压力传感器的制备方法，其中，有机晶体管的制备包括如下步骤：1、在硅衬底上制备柔性绝缘薄膜；2、在所述柔性薄膜上制备源、漏及栅金属电极；3、在所述源、漏电极上制备有源层；4、在所述有源层贴敷凝胶膜。
所述的制备方法，其中，所述步骤1具体为：
（1）通过匀胶工艺在硅片上凃甩聚酰胺酸溶液，前转的转速为每分钟500转，时间为5秒；后转的转速为每分钟3000转，时间为30秒；
（2）将凃甩后的硅片静置于热台上以150℃加热5分钟，之后改变加热温度为250℃继续加热1小时左右。
所述的制备方法，其中，所述步骤2具体为：
（1）通过光刻工艺在所述的衬底上形成栅极、源极及漏极光刻胶图形，其中，源极、漏极的图形为叉指型结构，构成晶体管导电沟道；
（2）通过热蒸镀方法首先蒸镀金属粘附层，其材料为铬或钛等金属，粘附层厚度在5纳米左右，之后蒸镀金薄膜，其金薄膜的厚度控制在100纳米左右；
（3）将粘附有金属薄膜的衬底整体浸泡于丙酮溶液中，并通过超声清洗机进行光刻胶的剥离，制得晶体管的源、漏和栅电极。
所述的制备方法，其中，所述步骤3具体为：
（1）在天平上称量质量为5 毫克的有机聚合物半导体材料；
（2）取1 毫升的二氯苯或氯仿溶剂，将上述有机半导体材料溶于该溶剂中；
（3）在配置好的溶液中加入磁珠，并置于磁力搅拌器上搅拌均匀，同时将搅拌器的温度调至90℃，搅拌约5小时；
（4）通过滤膜进行过滤处理，以期能排除溶液中无法溶解的大颗粒；
（5）取一片所述的覆盖有源漏电极及栅电极的衬底，置于烧杯中，倒入适量的丙酮溶液，在超声清洗机中清洗10分钟；倒掉废液，再倒入适量的异丙醇溶液，在超声清洗机中清洗10分钟；取出覆盖有源漏电极及栅电极的衬底，用惰性气体吹干；
（6）选择溶液成膜技术—甩胶法或喷墨打印法，在覆盖有源漏电极及栅电极的衬底上滴上有机聚合物半导体溶液，其中，匀胶机的前转速度设置为500 转/分钟，时间为6秒，后转速度设置为2000转/分钟，时间为60秒，使之能够形成约40纳米厚的有机半导体薄膜，作为所述传感器的有源层；
（7）将涂甩有有机半导体薄膜的衬底放置于加热台，加热温度设置为145℃，并加热20分钟左右，以便蒸发溶剂从而形成固态薄膜，并使得有机半导体的分子排列规整有序，提高有机晶体管的性能；
（8）取棉签浸泡与氯仿溶剂中，随后利用该棉签将除了叉指型区域之外的薄膜擦除掉；其中，栅极表面的有源层必须擦除干净，以免栅极与源极导通而导致漏电严重现象。
所述的制备方法，其中，所述步骤4具体为：在覆盖有有源层的衬底上，贴敷凝胶膜；其中，凝胶膜的矩形凹槽正对着叉指形结构，凝胶须有区域与栅电极接触，以便通过栅电极在凝胶上施加栅电压。
一种上述任一项所述的脉搏压力传感器的制备方法，其中所述步骤为：
（1）使用热压机，将所述已贴上凝胶膜的有机晶体管的源、漏及栅极热压上ACF线；
（2）将接上ACF线的芯片整体从硅衬底上撕下来，直接贴敷于皮肤表面，其中凝胶层与皮肤接触，柔性薄膜朝上暴露于空气环境中；
（3）将ACF线中的漏极、源极分别接直流电源，源极输出电流信号，源极上实时变化的电流信号通过输出电路读出，实现脉搏压力信号检测过程。
本申请能够节约成本、减小脉搏压力信号测量设备的体积，操作简单，灵敏度高，低电压，柔性、超薄可穿戴，可进行脉搏压力信号信号的实时与持续性测量，为人体健康状况的检测提供必要的，长期的评估和反馈，该脉搏压力传感器芯片对于未来在移动健康设备上的应用具有广阔的前景。
附图说明
图1 为本申请脉搏压力传感器的一种优选示意图。
图2 为本申请有机晶体管的源极、漏极以及栅极的一种优选示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据下述内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
本发明提供一种基于柔性、超薄有机晶体管的脉搏压力传感器芯片及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明公开一种基于柔性、超薄有机晶体管的脉搏压力传感器芯片，其包括：柔性、超薄有机晶体管、矩形凹槽结构的凝胶膜作为介电薄膜，可用于可穿戴设备中。
如图1所示，为本发明柔性、超薄有机晶体管的脉搏压力传感器芯片的一种示意图。本发明所述柔性、超薄有机晶体管包括：衬底6、在所述衬底6上设置的栅电极4、源漏电极（源极3和漏极5）、在所述源漏电极上设置有源层2。
该传感器由有机晶体管构成，所述有机晶体管的绝缘衬底为柔性薄膜，在所述绝缘衬底上设置源、漏和栅金属电极，在所述源、漏金属电极上设置有机半导体薄膜作为有源层，在所述的包含有源层、金属电极之上利用贴敷方法设置介电薄膜，所述介电薄膜的材料为具有弹性、柔性的凝胶，所述的介电薄膜位于有源层、电极上方，其结构为矩形凹槽结构，与有源层之间以空气作为间隔，所述有机晶体管的源、漏和栅电极通过异方性导电胶膜(导线ACF)分别引出，所述晶体管贴敷于皮肤表面，在ACF导线的栅极和漏极上施加一定电压，源极上随脉搏压力实时变化的电流通过输出电路读出，实现脉搏压力信号检测过程。所述的有机晶体管绝缘衬底为柔性薄膜。所述的介电薄膜的材料为柔性、弹性的凝胶。
所述凝胶包括水凝胶，由海藻酸钠（Alginate），丙烯酰胺（Acrylamide）,过硫酸铵（ammonium persulphate），N,N′-亚甲基双丙烯酰胺（N,N′-Methylenebisacrylamide），硫酸钙（Calcium sulfate slurry(CaSO4·2H2O）,1,2-双(二甲基氨基)乙烷（N,N,N′,N′-Tetramethylethylenediamine）等配制得到；还可以包括离子凝胶，由1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺 (EMITFSI)，聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA), 2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(HOMPP)等配制得到。所述凝胶及制备材料不限于以上所列举的两种，泛指各种具有弹性且内部具有各种离子成分的凝胶。
所述的介电薄膜的上表面为平面形状，作为脉搏压力信号的接触面，下表面为矩形凹槽结构，作为脉搏压力信号的感应面，所述感应面的结构不限于以上所列举的矩形，可根据有机薄膜晶体管中有源区源、漏电极的形状而做调整，包括圆形、椭圆形等。所述的凝胶通过贴敷的方法设置在衬底上。所述的介电薄膜的下表面正对有源层，矩形凹槽与有源层之间以空气作为填充物。
芯片在一定的工作电压下，凝胶的上表面未探测到压力或者压力小于某个阈值时，有源层中无法积累电荷，无法形成导电沟道，因此输出的电流处于较低的量级。
芯片在一定的工作电压下，凝胶的上表面探测到压力时，介电薄膜下表面与有源层接触面将随压力的变化而变化，从而在凝胶-有源层界面形成不同大小电容，有源层靠近界面处的导电沟道中积累的电荷数量也随之改变，并产生相应的电流变化。
本发明所述基于柔性、超薄有机晶体管的有源层为P型共轭聚合物半导体薄膜。这是因为：一方面，聚合物半导体相比于小分子半导体更易于利用低成本的溶液法制备；另一方面，P型共轭聚合物半导体材料中以空穴载流子导电为主，与之匹配的金属材料通常是高功函数的金属，比如金、银等；而N型共轭聚合物的电子载流子为主导，与之匹配的为低功函数金属，比如铝金属，低功函数金属在空气中易于氧化,因此P型聚合物半导体制成的芯片不易在空气中氧化，从而提高这个有机薄膜晶体管的稳定性。
具体地，所述柔性、超薄有机晶体管的制备包括步骤：
（1） 通过匀胶工艺制备衬底6；
此步骤中，通过匀胶工艺在硅片上凃甩聚酰胺酸溶液，前转的转速为每分钟500转，时间为5秒；后转的转速为每分钟3000转，时间为30秒；然后，将凃甩后的硅片静置于热台上以150℃加热5分钟，之后改变加热温度为250℃继续加热1小时左右；
（2）通过光刻及真空热蒸镀工艺在衬底6上制备栅电极4及源漏电极（源极3和漏极5）。例如，本发明可选用上述的硅片作为衬底，通过光刻工艺在该衬底上形成栅极、源极及漏极等光刻胶图形；
如图2所示，为本发明柔性、超薄有机晶体管的源、漏及栅金属电极的示意图。其中，源、漏极在有源区的图形为叉指型结构，构成晶体管导电沟道，其沟道长度L不超过10微米，沟道宽度W超过1厘米，从而实现晶体管大的宽长比(W/L),大的宽长比有利于提高晶体管的源漏输出电流。其中，栅极与沟道之间的距离约为1毫米左右，从而既能保证栅极能被凝胶薄膜所覆盖，又能避免有源层薄膜接触栅极。源、漏及栅金属电极的结构通过光刻工艺获得，该金属电极包含由粘附层和导电层，该粘附层为金属铬或者钛，其厚度控制在5纳米之内；导电层为金属金，其薄膜厚度控制在100纳米左右；
（3）通过溶液成膜法在所述源漏电极上制备有源层2；
此步骤中，本发明选择成本低廉、工艺简单的溶液成膜技术—甩胶法或喷墨打印法，以快速形成约40nm厚的有源层。其中，P型聚合物半导体材料首先溶解于二氯苯或氯仿等溶剂中，其溶液浓度选择5毫克/毫升。在配置好的溶液中加入磁珠，并置于磁力搅拌器上搅拌均匀，同时将搅拌器的温度调至90℃，搅拌约5小时。之后，通过滤膜进行过滤处理，以期能排除溶液中无法溶解的大颗粒。接下来，覆盖有源漏电极及栅电极的衬底，置于烧杯中，倒入适量的丙酮溶液，在超声清洗机中清洗10分钟。倒掉废液，再倒入适量的异丙醇溶液，在超声清洗机中清洗10分钟。取出覆盖有源、漏及栅电极的衬底，用惰性气体吹干。此目的是清洗掉芯片上面难溶的有机试剂。紧接着，利用匀胶机在覆盖有源漏电极及栅电极的衬底上整体涂甩混合溶液，其中匀胶机的前转速度设置为500 转/分钟，时间为5秒，目的是为了将溶液在衬底上均匀铺开，后转速度设置为1200转/分钟，时间为60秒，使之能够形成约40纳米厚的有机半导体薄膜。随后，将涂甩有薄膜的衬底放置于加热台，加热温度设置为145℃，并加热20分钟左右，加热目的一为蒸发掉溶剂，使之能够形成固态薄膜，其二为了有机半导体分子排列更加规整，从而有益于电荷的传输。最后，将除了叉指型区域的薄膜擦除掉，其中，尤其是栅极表面的有源层必须擦除干净，已避免栅极与源极导通而漏电严重现象；
（4）通过贴敷法在所述有源层上制备介电薄膜1，并热压ACF线；
此步骤中，在覆盖有有源层的有机晶体管上，贴敷上凝胶膜。其中，凝胶膜的矩形凹槽正对着叉指形结构，凝胶须有区域与栅电极接触，以便在凝胶上施加栅电压；
使用热压机，将所述已贴上凝胶膜的有机晶体管的源、漏及栅极热压上ACF线；接着，将接上ACF线的芯片整体从硅衬底上撕下来，直接贴敷于皮肤表面，其中凝胶层与皮肤接触，柔性薄膜朝上暴露于空气环境中；最后，将ACF线中的漏极、源极分别接直流电源，源极输出电流信号，源极上实时变化的电流信号通过输出电路读出，实现脉搏压力信号检测过程。
如图1所示，本发明所述柔性、超薄有机晶体管包括：在所述的有源层上设置矩形凹槽结构的凝胶膜1；
具体地，所述的可穿戴式脉搏压力传感器的制备方法，其中，矩形凹槽结构凝胶膜的制备包括步骤：
（1）制备凝胶模具；
首先，制备光刻掩膜版，其透光部分为长度大约为7毫米，宽度大约为5毫米的矩形窗口。然后，选用硅片作为模具材料，在该硅片上凃甩负光刻胶，通过光刻工艺在该衬底上形成具有所述的长度大约为7毫米，宽度大约为5毫米的光刻胶结构。最后，通过干法或湿法刻蚀工艺，将衬底上未被光刻胶保护的部分刻蚀100微米左右深度，制得所需要的模具；
（2）实现水凝胶膜的制备；
先将海藻酸钠和丙烯酰胺粉末按一定的质量比加入去离子水中，静置至完全溶解。然后，在溶液中加入适量的过硫酸铵和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺。接着，将溶液抽真空，再把抽完真空的溶液倒入玻璃培养皿中。继续在溶液中加入少量硫酸钙和1,2-双(二甲基氨基)乙烷。随后，将溶液放置在50℃恒温水浴，在波长为254 纳米、功率为8瓦的紫外灯下照射1小时。最后，将溶液放置在一定湿度的容器中静置1天，并用氮气除去表面残留的水分；
具体地，采用凝胶作为介电材料，将提高脉搏压力检测芯片的续航能力及可靠性。凝胶膜的选择与制备需要考虑多种因素：1、足够高的弹性和柔韧性，在压力撤回的情况下能够恢复到原来的状态，从而保证检测芯片的长期工作的稳定性。2、足够大的续航能力。在施加压力不断变化下，具有高弹性的凝胶薄膜与有机半导体的接触面积会发生相应的变化，基于凝胶介电层所能改变电容值远远大于传统的有机晶体管，因此在同样的电流变化值的条件下，所需的工作电压将大大降低，从而提高检测芯片的续航能力；
进一步地，本发明采用聚酰亚胺薄膜（PI膜）作为柔性压力传感器的基底材料，该薄膜具有柔性及易于通过低成本的溶液法获得超薄厚度等优势，从而实现了脉搏检测仪器柔性、超薄可穿戴的功能。
综上所述，本发明提供的一种基于柔性、超薄有机晶体管的脉搏压力传感器芯片及其制备方法，本发明通过将基于柔性、超薄有机晶体管与凝胶膜集成，通过优化凝胶膜的性能，达到降低压力传感器工作电压及提高灵敏度的目的；另外通过优化有机晶体管与凝胶膜的粘合性，从而保证整个脉搏压力信号检测芯片的长期工作稳定性。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (24)
1.一种脉搏压力传感器，该传感器由有机晶体管构成，其特征在于：所述有机晶体管包括绝缘衬底、金属电极、有源层、介电薄膜，在所述绝缘衬底上依次平行相邻设置源、栅和漏金属电极，在所述源、漏金属电极上设置有源层，在所述有源层和金属电极之上设置介电薄膜，且所述有源层与所述介电薄膜之间通过空气间隔。
2.如权利要求1所述的脉搏压力传感器，其特征在于：所述的有机晶体管的绝缘衬底为柔性薄膜。
3.如权利要求1所述的脉搏压力传感器，其特征在于：所述有机晶体管的源、漏和栅金属电极通过异方性导电胶膜分别引出，所述晶体管贴敷于皮肤表面，在胶膜导线的栅极和漏极上施加一定电压，源极上随脉搏压力实时变化的电流通过输出电路读出，实现脉搏压力信号检测过程。
4.如权利要求1所述的脉搏压力传感器，其特征在于：所述的介电薄膜的上表面为平面形状，作为脉搏压力信号的接触面，下表面为矩形凹槽结构，作为脉搏压力信号的感应面。
5.如权利要求4所述的脉搏压力传感器，其特征在于：所述凹槽结构根据有机薄膜晶体管中有源区源、漏电极的形状而调整，包括矩形、圆形、椭圆形至少之一。
6.如权利要求1所述的脉搏压力传感器，其特征在于：所述有源层为有机半导体薄膜层，所述的介电薄膜的材料为柔性、弹性的凝胶。
7.如权利要求6所述的脉搏压力传感器，其特征在于：在所述有源层、金属电极之上利用贴敷方法设置介电薄膜。
8.如权利要求6所述的脉搏压力传感器，其特征在于：所述凝胶包括水凝胶、离子凝胶至少之一。
9.如权利要求8所述的脉搏压力传感器，其特征在于：所述凝胶的制备材料包括海藻酸钠（Alginate），丙烯酰胺（Acrylamide）,过硫酸铵（ammonium persulphate），N,N′-亚甲基双丙烯酰胺（N,N′-Methylenebisacrylamide），硫酸钙（Calcium sulfate slurry(CaSO4·2H2O）,1,2-双(二甲基氨基)乙烷（N,N,N′,N′-Tetramethylethylenediamine）。
10.如权利要求6所述的脉搏压力传感器，其特征在于：所述传感器在一定的工作电压下，所述凝胶的上表面未探测到压力或者压力小于某个阈值时，有源层中无法积累电荷，无法形成导电沟道，输出的电流处于较低的量级。
11.如权利要求6所述的脉搏压力传感器，其特征在于：所述传感器在一定的工作电压下，所述凝胶的上表面探测到压力时，介电薄膜下表面与有源层接触面将随压力的变化而变化，从而在凝胶-有源层界面形成大小不同的电容，在有源层靠近界面处的导电沟道中积累的电荷数量也随之改变，并产生相应的电流变化。
12.一种脉搏压力检测芯片，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的脉搏压力传感器。
13.一种脉搏压力检测装置，其特征在于，包括如权利要求12所述的脉搏压力检测芯片。
14.一种脉搏压力检测系统，其特征在于，包括如权利要求13所述的脉搏压力检测装置。
15.一种脉搏压力传感器的检测方法，该传感器由有机晶体管构成，其特征在于：所述有机晶体管包括绝缘衬底、金属电极、有源层、介电薄膜，所述介电薄膜的材料为柔性、弹性的凝胶；包括如下步骤：
（1）所述传感器在一定的工作电压下，凝胶的上表面未探测到压力或者压力小于某个阈值时，有源层中无法积累电荷，无法形成导电沟道，输出的电流处于较低的量级；
（2）所述传感器在一定的工作电压下，所述凝胶的上表面探测到压力时，介电薄膜下表面与有源层接触面将随压力的变化而变化，从而在凝胶-有源层界面形成大小不同的电容，在有源层靠近界面处的导电沟道中积累的电荷数量也随之改变，并产生相应的电流变化。
16.一种如权利要求1-11任一项所述的脉搏压力传感器的制备方法，其特征在于：矩形凹槽水凝胶膜的制备包括如下步骤：1、制备水凝胶模具；2、制备水凝胶薄膜。
17.如权利要求16所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1具体为：
（1）制备光刻掩膜板，其透光部分面积比有源层略大；
（2）选用硅片作为模具材料，在该硅片上凃甩负光刻胶，通过光刻工艺在该衬底上形成具有步骤（1）中所述的长度大约为7毫米，宽度大约为5毫米的光刻胶结构；
（3）通过干法或湿法刻蚀工艺，将衬底上未被光刻胶保护的部分刻蚀100微米左右深度，制得所需要的模具。
18.如权利要求16所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2具体为：
（1）将海藻酸钠和丙烯酰胺粉末按一定的质量比加入去离子水中，静置至完全溶解；
（2）在所述步骤（1）中的溶液，加入适量的过硫酸铵和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺；
（3）将溶液抽真空，再把抽完真空的溶液倒入玻璃培养皿中；
（4）在溶液中加入少量硫酸钙和1,2-双(二甲基氨基)乙烷；
（5）将溶液放置在50℃恒温水浴，并在波长为254纳米、功率约为8 瓦的紫外灯下照射1小时；
（6）将溶液放置在一定湿度的容器中静置1天，并用氮气除去表面残留的水分。
19.一种如权利要求1-11任一项所述的脉搏压力传感器的制备方法，其特征在于：有机晶体管的制备包括如下步骤：1、在硅衬底上制备柔性绝缘薄膜；2、在所述柔性薄膜上制备源、漏及栅金属电极；3、在所述源、漏电极上制备有源层；4、在所述有源层贴敷凝胶膜。
20.如权利要求19所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1具体为：
（1）通过匀胶工艺在硅片上凃甩聚酰胺酸溶液，前转的转速为每分钟500转，时间为5秒；后转的转速为每分钟3000转，时间为30秒；
（2）将凃甩后的硅片静置于热台上以150℃加热5分钟，之后改变加热温度为250℃继续加热1小时左右。
21.如权利要求20所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2具体为：
（1）通过光刻工艺在所述的衬底上形成栅极、源极及漏极光刻胶图形，其中，源极、漏极的图形为叉指型结构，构成晶体管导电沟道；
（2）通过热蒸镀方法首先蒸镀金属粘附层，其材料为铬或钛等金属，粘附层厚度在5纳米左右，之后蒸镀金薄膜，其金薄膜的厚度控制在100纳米左右；
（3）将粘附有金属薄膜的衬底整体浸泡于丙酮溶液中，并通过超声清洗机进行光刻胶的剥离，制得晶体管的源、漏和栅电极。
22.如权利要求20所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3具体为：
（1）在天平上称量质量为5 毫克的有机聚合物半导体材料；
（2）取1 毫升的二氯苯或氯仿溶剂，将上述有机半导体材料溶于该溶剂中；
（3）在配置好的溶液中加入磁珠，并置于磁力搅拌器上搅拌均匀，同时将搅拌器的温度调至90℃，搅拌约5小时；
（4）通过滤膜进行过滤处理，以期能排除溶液中无法溶解的大颗粒；
（5）取一片所述的覆盖有源漏电极及栅电极的衬底，置于烧杯中，倒入适量的丙酮溶液，在超声清洗机中清洗10分钟；倒掉废液，再倒入适量的异丙醇溶液，在超声清洗机中清洗10分钟；取出覆盖有源漏电极及栅电极的衬底，用惰性气体吹干；
（6）选择溶液成膜技术—甩胶法或喷墨打印法，在覆盖有源漏电极及栅电极的衬底上滴上有机聚合物半导体溶液，其中，匀胶机的前转速度设置为500 转/分钟，时间为6秒，后转速度设置为2000转/分钟，时间为60秒，使之能够形成约40纳米厚的有机半导体薄膜，作为所述传感器的有源层；
（7）将涂甩有有机半导体薄膜的衬底放置于加热台，加热温度设置为145℃，并加热20分钟左右，以便蒸发溶剂从而形成固态薄膜，并使得有机半导体的分子排列规整有序，提高有机晶体管的性能；
（8）取棉签浸泡于氯仿溶剂中，随后利用该棉签将除了叉指型区域之外的薄膜擦除掉；其中，栅极表面的有源层必须擦除干净，以免栅极与源极导通而导致漏电严重现象。
23.如权利要求20所述的制备方法，其特征在于：所述步骤4具体为：
在覆盖有有源层的衬底上，贴敷凝胶膜；其中，凝胶膜的矩形凹槽正对着叉指形结构，凝胶须有区域与栅电极接触，以便通过栅电极在凝胶上施加栅电压。
24.一种如权利要求1-11任一项所述的脉搏压力传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤为：
（1）使用热压机，将所述已贴上凝胶膜的有机晶体管的源、漏及栅极热压上ACF线；
（2）将接上ACF线的芯片整体从硅衬底上撕下来，直接贴敷于皮肤表面，其中凝胶层与皮肤接触，柔性薄膜朝上暴露于空气环境中；
（3）将ACF线中的漏极、源极分别接直流电源，源极输出电流信号，源极上实时变化的电流信号通过输出电路读出，实现脉搏压力信号检测过程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710197532.2A CN106950000B (zh) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | 一种脉搏压力传感器、芯片、装置、系统及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710197532.2A CN106950000B (zh) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | 一种脉搏压力传感器、芯片、装置、系统及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106950000A true CN106950000A (zh) | 2017-07-14 |
| CN106950000B CN106950000B (zh) | 2019-11-15 |
Family
ID=59474168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710197532.2A Active CN106950000B (zh) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | 一种脉搏压力传感器、芯片、装置、系统及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106950000B (zh) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107714021A (zh) * | 2017-09-08 | 2018-02-23 | 深圳大学 | 基于ppg脉搏波的血压监测传感器芯片及其制备方法 |
| CN107843364A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-03-27 | 上海交通大学 | 压力传感器、压力传感器阵列及其制备方法 |
| CN107907251A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-04-13 | 深圳先进技术研究院 | 压力传感器及其制备方法 |
| CN109141693A (zh) * | 2018-06-25 | 2019-01-04 | 厦门大学 | 一种柔性压力传感器及其制备方法 |
| CN109247920A (zh) * | 2018-09-06 | 2019-01-22 | 博脉有限公司 | 一种高灵敏度压力传感器 |
| CN109341727A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-02-15 | 北京机械设备研究所 | 一种柔性可拉伸式传感器 |
| CN109856391A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-06-07 | 深圳大学 | 一种基于有机光晶体的免疫检测芯片、装置及其制备方法 |
| CN110514331A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-29 | 东华大学 | 基于拉胀结构的高灵敏度、大拉伸应变传感器及其应用 |
| CN111700597A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-09-25 | 友达光电股份有限公司 | 脉搏感测元件 |
| CN112535484A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-23 | 深圳大学 | 一种电容式心电信号采集复合薄膜及制备方法与装置 |
| CN112968131A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-15 | 深圳大学 | 一种可拉伸光电探测器及其制备方法 |
| CN113080888A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-07-09 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 柔性阵列化人机协同脉诊仪 |
| CN114287882A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-04-08 | 四川大学 | 一种基于柔性水凝胶电容式压力传感器及其制备方法 |
| CN114323359A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-12 | 南京大学 | 一种柔性可穿戴触觉传感器及其制备方法 |
| CN114739544A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-07-12 | 万津实业(赤壁)有限公司 | 压力监测膜片、组件及压力监测方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010059655A (ko) * | 1999-12-30 | 2001-07-06 | 박종섭 | ＴａＯＮ박막을 갖는 커패시터 제조방법 |
| US7233041B2 (en) * | 2002-09-30 | 2007-06-19 | Nanosys, Inc. | Large-area nanoenabled macroelectronic substrates and uses therefor |
| CN201019742Y (zh) * | 2006-12-22 | 2008-02-13 | 合肥华科电子技术研究所 | 集成化数字脉搏传感器 |
| CN103632843A (zh) * | 2006-03-31 | 2014-03-12 | 英特尔公司 | 一种包括形成薄膜电容器的方法 |
| CN103983382A (zh) * | 2014-06-04 | 2014-08-13 | 合肥工业大学 | 一种全柔性电容式触觉传感器 |
| CN105116038A (zh) * | 2015-07-20 | 2015-12-02 | 深圳大学 | 一种基于有机半导体的免疫检测集成芯片及其制备方法 |
| CN105708425A (zh) * | 2016-04-06 | 2016-06-29 | 姜凯 | 一种可用于人体脉搏检测的柔性电阻式压力传感器的研制 |
| CN105841849A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-08-10 | 电子科技大学 | 一种柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件及制备方法 |
| CN106510652A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-03-22 | 中山大学 | 一种脉搏波形和心率测量方法及装置 |
-
2017
- 2017-03-29 CN CN201710197532.2A patent/CN106950000B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010059655A (ko) * | 1999-12-30 | 2001-07-06 | 박종섭 | ＴａＯＮ박막을 갖는 커패시터 제조방법 |
| US7233041B2 (en) * | 2002-09-30 | 2007-06-19 | Nanosys, Inc. | Large-area nanoenabled macroelectronic substrates and uses therefor |
| CN103632843A (zh) * | 2006-03-31 | 2014-03-12 | 英特尔公司 | 一种包括形成薄膜电容器的方法 |
| CN201019742Y (zh) * | 2006-12-22 | 2008-02-13 | 合肥华科电子技术研究所 | 集成化数字脉搏传感器 |
| CN103983382A (zh) * | 2014-06-04 | 2014-08-13 | 合肥工业大学 | 一种全柔性电容式触觉传感器 |
| CN105116038A (zh) * | 2015-07-20 | 2015-12-02 | 深圳大学 | 一种基于有机半导体的免疫检测集成芯片及其制备方法 |
| CN105841849A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-08-10 | 电子科技大学 | 一种柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件及制备方法 |
| CN105708425A (zh) * | 2016-04-06 | 2016-06-29 | 姜凯 | 一种可用于人体脉搏检测的柔性电阻式压力传感器的研制 |
| CN106510652A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-03-22 | 中山大学 | 一种脉搏波形和心率测量方法及装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 古铖: "新型压力传感器件及基于薄膜晶体管集成的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 * |
| 邹建等: "一种新型的脉搏压力传感器", 《传感器与微系统》 * |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107714021A (zh) * | 2017-09-08 | 2018-02-23 | 深圳大学 | 基于ppg脉搏波的血压监测传感器芯片及其制备方法 |
| CN107714021B (zh) * | 2017-09-08 | 2021-08-17 | 深圳大学 | 基于ppg脉搏波的血压监测传感器芯片及其制备方法 |
| CN107907251A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-04-13 | 深圳先进技术研究院 | 压力传感器及其制备方法 |
| CN107843364A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-03-27 | 上海交通大学 | 压力传感器、压力传感器阵列及其制备方法 |
| CN107843364B (zh) * | 2017-11-02 | 2020-06-23 | 上海交通大学 | 压力传感器、压力传感器阵列及其制备方法 |
| CN109141693A (zh) * | 2018-06-25 | 2019-01-04 | 厦门大学 | 一种柔性压力传感器及其制备方法 |
| CN109247920A (zh) * | 2018-09-06 | 2019-01-22 | 博脉有限公司 | 一种高灵敏度压力传感器 |
| CN109247920B (zh) * | 2018-09-06 | 2021-09-28 | 上海平脉科技有限公司 | 一种高灵敏度压力传感器 |
| CN109341727A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-02-15 | 北京机械设备研究所 | 一种柔性可拉伸式传感器 |
| CN109856391A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-06-07 | 深圳大学 | 一种基于有机光晶体的免疫检测芯片、装置及其制备方法 |
| CN109856391B (zh) * | 2019-02-28 | 2022-05-27 | 深圳大学 | 一种基于有机光晶体的免疫检测芯片、装置及其制备方法 |
| CN110514331A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-29 | 东华大学 | 基于拉胀结构的高灵敏度、大拉伸应变传感器及其应用 |
| CN111700597A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-09-25 | 友达光电股份有限公司 | 脉搏感测元件 |
| CN111700597B (zh) * | 2019-12-09 | 2023-01-24 | 友达光电股份有限公司 | 脉搏感测元件 |
| CN112535484A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-23 | 深圳大学 | 一种电容式心电信号采集复合薄膜及制备方法与装置 |
| CN112535484B (zh) * | 2020-12-01 | 2023-01-31 | 深圳大学 | 一种电容式心电信号采集复合薄膜及制备方法与装置 |
| CN112968131A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-15 | 深圳大学 | 一种可拉伸光电探测器及其制备方法 |
| CN113080888A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-07-09 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 柔性阵列化人机协同脉诊仪 |
| CN114287882A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-04-08 | 四川大学 | 一种基于柔性水凝胶电容式压力传感器及其制备方法 |
| CN114323359A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-12 | 南京大学 | 一种柔性可穿戴触觉传感器及其制备方法 |
| CN114739544A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-07-12 | 万津实业(赤壁)有限公司 | 压力监测膜片、组件及压力监测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106950000B (zh) | 2019-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106950000B (zh) | 一种脉搏压力传感器、芯片、装置、系统及其制备方法 | |
| CN105841849B (zh) | 一种柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件及制备方法 | |
| CN103961073B (zh) | 压阻式电子皮肤及其制备方法 | |
| CN108981976A (zh) | 一种柔性电容式应力传感器芯片及其制备方法 | |
| CN107565019B (zh) | 一种基于有机场效应管氨气传感器及其制备方法 | |
| CN110398259A (zh) | 多感知功能的柔性传感器件及制备方法 | |
| CN105758562A (zh) | 一种柔性压力传感器及其制备方法 | |
| CN105070412B (zh) | 一种干法转移银纳米线透明电极的方法 | |
| CN105067160A (zh) | 基于氧化石墨烯海绵的柔性压力传感器及其制备方法 | |
| US20090273356A1 (en) | Insulated substrate impedance transducers | |
| Raghuwanshi et al. | Solution-processed flexible organic field-effect transistors with biodegradable gelatin as the dielectric layer: an approach toward biodegradable systems | |
| CN104792848B (zh) | 一种基于印刷晶体管的pH检测标签 | |
| Qi et al. | ZnO nano-array-based EGFET biosensor for glucose detection | |
| CN107464847A (zh) | 基于碱金属溶液掺杂的二硫化钼晶体管及制备方法 | |
| Wang et al. | Electrolyte-gated field effect transistors in biological sensing: a survey of electrolytes | |
| CN112864324A (zh) | 有机栅极电化学晶体管生物传感器的构筑 | |
| CN107565020A (zh) | 一种基于有机场效应管的甲醛传感器及其制备方法 | |
| CN104614410B (zh) | 一种基于纳米间隙电极的柔性pH传感器及制造方法 | |
| WO2010141089A3 (en) | Higher selectivity, method for passivating short circuit current paths in semiconductor devices | |
| CN110526198A (zh) | 一种基于半球形微结构的柔性压力传感器及其制造方法 | |
| CN111220669B (zh) | 一种石墨烯晶体管铜离子传感器及其制备方法和应用 | |
| CN106245106B (zh) | 一种多孔硅颗粒在伤口pH可视化监测中的应用 | |
| CN207719256U (zh) | 导热硅胶垫、电池模组及电池系统 | |
| CN110398299A (zh) | 一种柔性温度传感器及其制备方法 | |
| Kumar Manoharan et al. | A compact sensory platform based pH sensor using graphene field effect transistor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |