CN109894162B - 一种基于pedot：pss电化学晶体管的微流控芯片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于微流控芯片的技术领域，具体涉及一种集成PDEOT：PSS电化学晶体管的微流控芯片及其原位制备方法；所要解决的技术问题为：提供一种兼具成本优势与性能优势的PEDOT：PSS电化学晶体管的微流控芯片及其制备方法；解决该技术问题采用的技术方案为：芯片包括基底，基底的上层沉积有导线层，导线层内部设置有电气连接线和基片pad；导线层的上层还沉积有绝缘层，绝缘层上设置有电极窗口；绝缘层上还沉积有微电极，微电极的一端裸露在绝缘层上，微电极的另一端穿过电极窗口与导线层连接；微电极包括源极、栅极、漏极；基底、导线层、绝缘层、电极窗口、微电极共同构成基片，基片与PDMS盖片通过机械或者物理化学方法键合在一起；本发明应用于电化学晶体管的微流控芯片制备。

Description

一种基于PEDOT：PSS电化学晶体管的微流控芯片及其制备 方法

技术领域

本发明属于微流控芯片的技术领域，具体涉及一种集成PDEOT：PSS电化学晶体管的微流控芯片及其原位制备方法。

技术背景

有机电化学晶体管微流控芯片是一种潜力巨大的即时诊断POCT核心设备。研究者已经通过电化学晶体管微流控芯片实现了多种生物大分子如DNA的特异性检测。并且，DNA检测可达10pM。研究者构建了集成在器官芯片内部的电化学晶体管传感系统，用以实现细胞形貌、分化以及完整性的多参数在线监测。此芯片弥补动物模型不足，提供了新药研发体外模型新平台。

目前在电化学晶体管中有机半导电沟道层的形成制备中最常用的方法是喷墨打印法和旋涂法。喷墨打印法在当今的有机电子器件加工中应用广泛，其墨滴的直径可以控制在20um左右，但是因为其单一墨滴的尺寸限制，其精度有限，咖啡环效应常导致其成膜不均。引入气溶胶喷墨打印后，其精度得以改善，但是其对溶液的物化属性要求较高，设备昂贵。

旋涂法工艺简单，成本低廉。但旋涂成膜的面积比较大。用于微流控芯片时，需要进一步对旋涂膜进行图案化，才能与微流道键合封装。但是，有机半导体沟道层对于溶液环境的变化比较敏感。MEMS图案化过程中，其多次与化学试剂接触，将会使性能降低、甚至发生结构损坏。另外，MEMS图案化依赖于昂贵设备，将会降低旋涂工艺成本优势。基于微流控芯片原位制备技术研发的器件，同时兼具高性能、低成本特点，将推动相关POCT设备的快速发展。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种兼具成本优势与性能优势的PEDOT：PSS电化学晶体管的微流控芯片及其制备方法；为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于PEDOT：PSS电化学晶体管的微流控芯片，包括基底，所述基底的上层沉积有导线层，所述导线层设置有电气连接线和基片pad；所述导线层的上层还沉积有绝缘层，所述绝缘层上设置有电极窗口；

所述绝缘层上还沉积有微电极，所述微电极的一端裸露在绝缘层上，微电极的另一端穿过电极窗口与导线层连接；

所述微电极包括源极、栅极、漏极；

所述基底、导线层、绝缘层、电极窗口、微电极共同构成基片，所述基片与PDMS盖片通过机械或者物理化学方法键合在一起；

所述PDMS盖片包括进液口、流体输运通道、微型圆池、出液口，所述进液口位于PDMS盖片一侧，所述出液口位于PDMS盖片的入口相对侧，所述进液口、出液口均通过流体输运通道与微型圆池相连；

所述微电极布置在微型圆池的中央；

所述微电极的源极、漏极与栅极，相互之间呈三角形设置，其中源极、漏极水平放置，栅极竖直放置；所述源极和漏极之间沉积有有机半导体膜。

所述源极和漏极具体为两个相对的贵金属微电极组成的微电极对，所述微电极对的间距由有机半导体膜的形貌与结构决定；

所述栅极与有机半导体膜的距离为源极与漏极间距的2-10倍；

所述源极、栅极、漏极具体由金属或导电金属氧化物制作；

所述微电极中的源极、栅极、漏极分别充当电化学晶体管的源极、栅极、漏极。

所述有机半导体膜具体为，采用电化学方法制备的掺杂一种或多种表面活性剂的PEDOT：PSS。

具体涉及一种微电极加工制作方法，软光刻技术制备PDMS盖片的方法，电化学沉积制备有机半导体膜，包括如下步骤：

S1：利用MEMS叠层工艺在基底上制备微电极包括：源极、漏极和栅极；

S2：设计制作PCB转接板，用于芯片的固定；

S3：将S1加工的芯片转接到PCB上，通过金丝球焊的方法将源极、漏极和栅极的pad焊盘与PCB板上的小焊盘连接；

S4：利用软光刻技术制备PDMS盖片；

S5：将S3得到的芯片与PDMS盖片键合，实现封装；

S6：在溶剂中加入聚苯乙烯磺酸钠 (PSS)，以及3,4乙烯二氧噻吩 (EDOT)单体，以及掺杂剂充分搅拌混匀得到电解液；

S7：将电解液泵送至PDMS盖片中，使用电化学的方法在源极和漏极之间电化学沉积有机半导体膜，使预制的源极和漏极相互接触；

S8：将电介质溶液泵送至PDMS盖片中，使其充分与有机半导体膜、栅极接触，进行电化学晶体管性能的测试。

所述步骤S1的具体过程为：

S101：将基底浸泡于铬酸24小时，并用去离子水清洗并烘干备用；在基底上沉积第一层金属层并通过光刻和lift-off工艺，形成用于引出各个电极的电气连接线以及pad焊盘；

S102：沉积绝缘层并刻蚀，形成与源极、漏极、栅极以及pad焊盘位置对应的窗口；

S103：沉积第二层金属层并通过光刻和lift-off工艺，形成源极、漏极和栅极；

S104：源极、漏极和栅极通过电极窗口内的金属与导线层连接，并与pad焊盘相连；

所述pad为矩形或正方形，最小边长大于1mm；微电极的长度与宽度均至少为2μm；

所述基底可以为玻璃、二氧化硅等；

所述微电极优选的金属材料为金、铂、钯等贵金属或金属氧化物。

所述步骤S2的具体过程为：

S201：用Altium Designer 软件设计PCB图纸并提交给PCB生产厂家；

S202：将若干导线通过焊枪分别固定到大焊盘上；

所述PCB板上设置有多个大焊盘，以及通过印刷电路与大焊盘相连接的多个小焊盘。

所述步骤S4的具体过程为：

S401：将玻片浸泡于铬酸24小时，并用去离子水清洗并烘干；

S402：将玻片用六甲基二硅烷（HDMS）硅烷化；

S403：使用甩胶机将光刻胶均匀旋涂于玻片上，随后加热若干时间，最后使其恢复至室温；

S404：使用紫外光刻机进行曝光显影，配套显影液，得到光刻阳膜；

S405：将显影后的阳膜清洁干净；

S406：使用三甲基氯硅烷化试剂（TMCS）蒸汽处理阳膜，并用氮气吹干；

S407：浇筑和旋涂PDMS；

S408：除去PDMS中的气泡并使其固化；

S409：将固化的PDMS分离和打孔，得到PDMS盖片。

所述步骤S5的具体过程为：

S501：将PDMS微型圆池中央与源极、漏极之间的有机半导体膜对准，同时将导线层末端的Pad焊盘裸露出来；

S502：将对准的PDMS盖片与基片通过封装工艺键合，进行封装；

所述封装工艺可以是热压法、热和光催化粘合剂粘合法、有机溶剂粘合法、自然粘合法、氧等离子氧化封接法、紫外照射法、交联剂调节法或机械加工法。

所述步骤S6的具体过程为：

S601：在容量瓶中加入适量溶剂；

S602：取定量的聚苯乙烯磺酸钠（NaPSS）以及掺杂剂加入容量瓶中；

S603：向上述溶液中滴加定量EDOT单体，之后定容；不断搅拌至完全溶解，得到所需要的电解液；

所述溶剂可以是水溶液、乙醇、乙腈或碳酸丙烯酯等有机溶液；所述的掺杂剂可以为石墨烯量子点、乙二醇、二甲基亚砜等；所述NaPSS浓度范围为10mmol~0.5mol/L；所述EDOT单体浓度范围为10mmol~0.5mol/L。

所述步骤S7的具体过程为：

S701：将电解液泵送至PDMS盖片内的源极和漏极之间；

S702：使用电化学工作站在源漏极上施加电信号，使电解液发生聚合反应，形成有机半导体膜连接源极和漏极；

S703：将去离子水泵送至PDMS盖片中，将残留的电解液冲洗干净，然后在干燥箱中干燥；

所述电信号类型，具体可以采用方波、三角波和正弦波：

当采用方波交流信号时，电压范围为1.6V~6V，频率为50Hz~2MHz；

当采用三角波交流信号时，电压范围为1.6V~10V，频率为200Hz~5MHz；

当采用正弦波交流信号时，电压范围为1.6V~8V，频率为50Hz~3MHz。

所述步骤S8的具体过程为：

S801：将源极、漏极和栅极的引线分别与半导体分析仪或数字源表相连接；

S802：将电介质溶液泵送至有机半导体膜和栅极上，充分覆盖有机半导体膜和栅极；

S803：进行器件性能的测试；

S804：将去离子水泵送至PDMS盖片中，将残留的电介质溶液冲洗干净，然后在干燥箱中干燥；

所述电介质溶液可以为NaCl、KCl等离子水溶液或1-丁基-3-甲基咪唑苯甲酸盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、四丁基膦四氯铁酸盐、四丁基膦四氟硼酸盐等离子液体。

本发明相对于现有技术具备的有益效果为：本发明提供一种微流控芯片内原位制备电化学晶体管的方法，并提供通过该法快速、高效、集成化制备的高性PEDOT：PSS 电化学晶体管微流控芯片。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明：

图1为本发明实例中MEMS叠层工艺示意图；

图2为PDMS盖片制备工艺流程图；

图3为芯片整体结构图；

图4为PDMS盖片结构示意图；

图5为电化学沉积示意图；

图6为电化学晶体管性能测试示意图；

图7为本发明实施例1的测量输出曲线图；

图中：1为基底、2为导线层、3为绝缘层、4为电极窗口、5为微电极、6为源极、7为栅极、8为漏极、9为PDMS盖片、10为进液口、11为流体输运通道、12为微型圆池、13为出液口、44为有机半导体膜、15为pad焊盘、20为基片；

31为注射器、32为微量注射泵、33为电化学工作站、34为显微镜、35为半导体分析仪或数字源表。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所述实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明涉及的微流控芯片具有阵列化的优势。具体的可以通过形成阵列化的微型圆池12、阵列化的微电极5及其pad焊盘15来增加并行检测通量。

实施例1：

一、基片的制备：

1、如图1（a）所示，选用石英玻璃作为基底，将基底浸泡于铬酸24小时，用去离子水清洗，并烘干备用。在基底上沉积第一层金层并通过光刻和lift-off工艺，形成用于引出源极、漏极和栅极的电气连接线以及pad。更具体地，首先，在玻璃片上匀胶并烘干，使用掩膜版进行光刻显影；然后，溅射厚度为30nm的钛（Ti）作为玻璃片与金属的粘附层，再溅射厚度为200nm的金（Au）；最后，放在装有丙酮的超声槽内2min，完成lift-off，实现导线层的图形化。

2、如图1（b）所示，沉积绝缘层并刻蚀，形成与源极、漏极和栅极末端相连接的窗口和漏出导线层末端pad的窗口。具体地，采用PECVD在基底上生长厚度为200nm的二氧化硅绝缘层，并使用光刻版进行曝光，并用氢氟酸与氟化铵的混合溶液腐蚀绝缘层，形成与各个微电极末端位置重合的窗口和漏出导线层末端pad的窗口。

3、如图1（c）所示，沉积第二层金属层并通过光刻和lift-off工艺加工形成源极、漏极和栅极微电极，Au层厚度为500nm。

二、利用软光刻技术在加工制备的芯片上制备PDMS盖片并进行封装，制备盖片：

1、将玻片分别用丙酮、乙醇、去离子水进行清洗，除去玻片表面的污垢，随后放置在80～100℃的干燥箱中10～20min。

2、将玻片用六甲基二硅烷（HDMS）硅烷化试剂蒸2min。

3、摄氏23度暗室中，在玻片上倾倒SU8-2025负性光刻胶，滴胶6s，用于制备光刻阳模；然后将上述玻片静置10～30min后，转移到甩胶机上，以2500r/min甩胶30s，使得光刻胶均匀分布在玻片表面；静置20～40min后，取出芯片并在干燥箱中80℃干燥60min，120℃干燥10min。最后将上述玻片在通风橱内放置30min，使其恢复至室温。

4、将制备好的印制有液体输入输出口、流体运输通道和微型圆池的光刻掩膜版依次用紫外光刻机进行曝光；曝光后，将玻片浸泡在配置好的显影液中显影5min，最后用异丙醇冲洗30s显影后的玻片，得到光刻阳膜。

5、随后将显影后的阳膜在干燥箱中110℃下加热20min，加热结束后用氮气吹干。

6、将阳膜用三甲基氯硅烷化试剂（TMCS）蒸3min，氮气吹干。

7、将硅烷化的阳模芯片放置在容器中，将配置好的PDMS倾倒于阳膜玻片上，PDMS层的厚度约为4mm。

8、将上述容器转移到真空干燥箱中，抽真空2～3min，除去PDMS中残留的气泡，然后在干燥箱中80℃干燥2h，固化PDMS。

9、将固化后的PDMS盖片从阳模上取下，用手术刀将其切成需要的大小，确保其尺寸小于基片，将微电极的pad裸露出来，最后用打孔器在PDMS上打出PDMS盖片的进液口和出液口。

10、将PDMS微型圆池中央与源漏极之间的有机半导体层对准，然后将它们一起置于等离子清洗机中，氧等离子清洗60s，使二者键合，完成封装。

三、电解液的配置：

1、称量0.03g的PSS后加入10ml的容量瓶；

2、再滴加0.07g的EDOT单体至容量瓶；

3、加去离子水定容至10ml后40度水浴加热搅拌1小时，至EDOT与PSS完全溶解。

四、电化学沉积：

1、用注射器31吸取1mL配置好的电解液。

2、将注射器31固定在微量注射泵32上，设置好微量注射泵32参数，通过橡胶管将注射器31与PDMS盖片的进液口相连接。

3、开启微量注射泵32，使电解液通过进液口进入液体输运通道，到达微型圆池，使电解液覆盖源极和漏极。

4、用电化学工作站33在源漏微电极对之间施加电信号制备有机半导体膜。当采用方波交流信号时，电压为2V，频率为200Hz；当采用三角波交流信号时，电压为3V，频率为5KHz；当采用正弦波交流信号时，电压为2.5V，频率为1KHz。

5、通过显微镜34观察系统观察有机半导体生长状况，当达到预期生长状况后，停止施加电信号。

6、用另一支注射器31吸取3mL去离子水。

7、重复上述步骤2-3，去除PDMS盖片中的残留的电解液，最后将芯片放到真空干燥箱中60℃干燥2h。

五、电化学晶体管器件性能的测试：

1、将源极、漏极和栅极的引线分别与半导体分析仪35（仪器型号为4200SCS）或数字源表（仪表型号为2636B）相连接。

2、建立好测量工程，设置好测量参数。

3、用注射器31吸取3mL 0.1M NaCl电介质溶液。

4、将注射器31固定在微量注射泵32上，设置好注射泵参数，通过橡胶管将注射器31与PDMS盖片的进液口相连接。

5、开启注射泵，使NaCl溶液通过进液口进入液体输运通道，到达微型圆池，使其覆盖有机半导体膜和栅极。

6、开启测量工程，进行器件性能的测试。

7、用另一支注射器31吸取3mL去离子水。

8、重复上述步骤4-5，去除PDMS盖片中的残留的电介质溶液，最后将芯片放到真空干燥箱中60℃干燥2h。

六、实验结果：

PEDOT:PSS 电化学晶体管性能测量方法：采用0.1M NaCl溶液作为电解液，通过2636B数字源表进行测量。测量输出曲线时，源漏扫描电压为600mV~-600mV，步进80mV，栅极梯度电压设置为-600mV~600mV，步进100mV。测量转移曲线时，源漏电压固定在-600mV，栅极扫描电压为-600mV~600mV，步进50mV。测量结果如下图所示。

分析测量结果可得：

Claims (10)

1.一种基于PEDOT：PSS电化学晶体管的微流控芯片，其特征在于：包括基底（1），所述基底（1）的上层沉积有导线层（2），所述导线层（2）设置有电气连接线和基片pad；所述导线层（2）的上层还沉积有绝缘层（3），所述绝缘层（3）上设置有电极窗口（4）；

所述绝缘层（3）上还沉积有微电极（5），所述微电极（5）的一端裸露在绝缘层（3）上，微电极（5）的另一端穿过电极窗口（4）与导线层（2）连接；

所述微电极（5）包括源极（6）、栅极（7）、漏极（8）；

所述基底（1）、导线层（2）、绝缘层（3）、电极窗口（4）、微电极（5）共同构成基片（20），所述基片（20）与PDMS盖片（9）通过机械或者物理化学方法键合在一起；

所述PDMS盖片（9）包括进液口（10）、流体输运通道（11）、微型圆池（12）、出液口（13），所述进液口（10）位于PDMS盖片（9）一侧，所述出液口（13）位于PDMS盖片（9）的入口相对侧，所述进液口（10）、出液口（13）均通过流体输运通道（11）与微型圆池（12）相连；

所述微电极（5）布置在微型圆池（12）的中央；

所述微电极的源极（6）、漏极（8）与栅极（7），相互之间呈三角形设置，其中源极（6）、漏极（8）水平放置，栅极（7）竖直放置；所述源极（6）和漏极（8）之间沉积有有机半导体膜（44）。

2.根据权利要求1所述的一种基于PEDOT：PSS电化学晶体管的微流控芯片，其特征在于：所述源极（6）和漏极（8）具体为两个相对的贵金属微电极组成的微电极对，所述微电极对的间距由有机半导体膜（44）的形貌与结构决定；

所述栅极（7）与有机半导体膜（44）的距离为源极（6）与漏极（8）间距的2-10倍；

所述源极（6）、栅极（7）、漏极（8）具体由金属或导电金属氧化物制作；

所述微电极中的源极（6）、栅极（7）、漏极（8）分别充当电化学晶体管的源极、栅极、漏极。

3.根据权利要求2所述的一种基于PEDOT：PSS电化学晶体管的微流控芯片，其特征在于：所述有机半导体膜（44）具体为，采用电化学方法制备的掺杂一种或多种表面活性剂的PEDOT：PSS。

4.一种基于PEDOT：PSS电化学晶体管的微流控芯片制备方法，其特征在于：具体涉及一种微电极（5）加工制作方法，软光刻技术制备PDMS盖片（9）的方法，电化学沉积制备有机半导体膜（44），包括如下步骤：

S1：利用MEMS叠层工艺在基底（1）上制备微电极（5）包括：源极（6）、漏极（8）和栅极（7）；

S2：设计制作PCB转接板，用于芯片的固定；

S3：将S1加工的芯片转接到PCB上，通过金丝球焊的方法将源极（6）、漏极（8）和栅极（7）的pad焊盘（15）与PCB板上的小焊盘连接；

S4：利用软光刻技术制备PDMS盖片（9）；

S5：将S3得到的芯片与PDMS盖片（9）键合，实现封装；

S6：在溶剂中加入聚苯乙烯磺酸钠 (PSS)，以及3,4乙烯二氧噻吩 (EDOT)单体，以及掺杂剂充分搅拌混匀得到电解液；

S7：将电解液泵送至PDMS盖片（9）中，使用电化学的方法在源极（6）和漏极（8）之间电化学沉积有机半导体膜（44），使预制的源极（6）和漏极（8）相互接触；

S8：将电介质溶液泵送至PDMS盖片（9）中，使其充分与有机半导体膜（44）、栅极（7）接触，进行电化学晶体管性能的测试。

5.根据权利要求4所述的一种基于PEDOT：PSS电化学晶体管的微流控芯片制备方法，其特征在于：所述步骤S1的具体过程为：

S101：将基底（1）浸泡于铬酸24小时，并用去离子水清洗并烘干备用；在基底（1）上沉积第一层金属层并通过光刻和lift-off工艺，形成用于引出各个电极的电气连接线以及pad焊盘（15）；

S102：沉积绝缘层（3）并刻蚀，形成与源极（6）、漏极（8）、栅极（7）以及pad焊盘（15）位置对应的窗口；

S103：沉积第二层金属层并通过光刻和lift-off工艺，形成源极（6）、漏极（8）和栅极（7）；

S104：源极（6）、漏极（8）和栅极（7）通过电极窗口（4）内的金属与导线层（2）连接，并与pad焊盘（15）相连；

所述pad为矩形或正方形，最小边长大于1mm；微电极（5）的长度与宽度均至少为2μm；

所述基底（1）或为玻璃、或为二氧化硅；

所述微电极（5）选用的金属材料或为金、或为铂、或为钯，或为金属氧化物。

6.根据权利要求5所述的一种基于PEDOT：PSS电化学晶体管的微流控芯片制备方法，其特征在于：所述步骤S2的具体过程为：

S201：用Altium Designer 软件设计PCB图纸并提交给PCB生产厂家；

S202：将若干导线通过焊枪分别固定到大焊盘上；

所述PCB板上设置有多个大焊盘，以及通过印刷电路与大焊盘相连接的多个小焊盘。

7.根据权利要求6所述的一种基于PEDOT：PSS电化学晶体管的微流控芯片制备方法，其特征在于：所述步骤S4的具体过程为：

S401：将玻片浸泡于铬酸24小时，并用去离子水清洗并烘干；

S402：将玻片用六甲基二硅烷（HDMS）硅烷化；

S403：使用甩胶机将光刻胶均匀旋涂于玻片上，随后加热若干时间，最后使其恢复至室温；

S404：使用紫外光刻机进行曝光显影，配套显影液，得到光刻阳膜；

S405：将显影后的阳膜清洁干净；

S406：使用三甲基氯硅烷化试剂（TMCS）蒸汽处理阳膜，并用氮气吹干；

S407：浇筑和旋涂PDMS；

S408：除去PDMS中的气泡并使其固化；

S409：将固化的PDMS分离和打孔，得到PDMS盖片（9）。

8.根据权利要求7所述的一种基于PEDOT：PSS电化学晶体管的微流控芯片制备方法，其特征在于：所述步骤S5的具体过程为：

S501：将PDMS微型圆池（12）中央与源极（6）、漏极（8）之间的有机半导体膜（44）对准，同时将导线层（2）末端的Pad焊盘（15）裸露出来；

S502：将对准的PDMS盖片（9）与基片（20）通过封装工艺键合，进行封装；

所述封装工艺或为热压法、或为热和光催化粘合剂粘合法、或为有机溶剂粘合法、或为自然粘合法、或为氧等离子氧化封接法、或为紫外照射法、或为交联剂调节法、或为机械加工法。

9.根据权利要求8所述的一种基于PEDOT：PSS电化学晶体管的微流控芯片制备方法，其特征在于：所述步骤S6的具体过程为：

S601：在容量瓶中加入适量溶剂；

S602：取定量的聚苯乙烯磺酸钠（NaPSS）以及掺杂剂加入容量瓶中；

S603：向上述溶液中滴加定量EDOT单体，之后定容；不断搅拌至完全溶解，得到所需要的电解液；

所述溶剂或为水溶液、或为乙醇、或为乙腈、或为碳酸丙烯酯；所述的掺杂剂或为石墨烯量子点、或为乙二醇、或为二甲基亚砜；所述NaPSS浓度范围为10mmol~0.5mol/L；所述EDOT单体浓度范围为10mmol~0.5mol/L。

10.根据权利要求9所述的一种基于PEDOT：PSS电化学晶体管的微流控芯片制备方法，其特征在于：所述步骤S7的具体过程为：

S701：将电解液泵送至PDMS盖片（9）内的源极（6）和漏极（8）之间；

S702：使用电化学工作站在源漏极上施加电信号，使电解液发生聚合反应，形成有机半导体膜（44）连接源极（6）和漏极（8）；

S703：将去离子水泵送至PDMS盖片（9）中，将残留的电解液冲洗干净，然后在干燥箱中干燥；

所述电信号类型，具体可以采用方波、三角波和正弦波：

当采用方波交流信号时，电压范围为1.6V~6V，频率为50Hz~2MHz；

当采用三角波交流信号时，电压范围为1.6V~10V，频率为200Hz~5MHz；

当采用正弦波交流信号时，电压范围为1.6V~8V，频率为50Hz~3MHz；

所述步骤S8的具体过程为：

S801：将源极（6）、漏极（8）和栅极（7）的引线分别与半导体分析仪或数字源表相连接；

S802：将电介质溶液泵送至有机半导体膜（44）和栅极（7）上，充分覆盖有机半导体膜（44）和栅极（7）；

S803：进行器件性能的测试；

S804：将去离子水泵送至PDMS盖片（9）中，将残留的电介质溶液冲洗干净，然后在干燥箱中干燥；

所述电介质溶液或为NaCl、或为KCl等离子水溶液，或为1-丁基-3-甲基咪唑苯甲酸盐、或为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、或为四丁基膦四氯铁酸盐、或为四丁基膦四氟硼酸盐等离子液体。

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