CN113889577B - 柔性场效应传感器及基于紫外光刻制备其的方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种基于紫外光刻制备柔性场效应传感器的方法及制备得到的柔性场效应传感器。方法包括提供硅烷化的疏水滤纸；将具有第一图案的掩膜版覆盖至硅烷化疏水滤纸表面进行紫外光刻处理，使疏水滤纸具有亲水区域；提供经过修饰材料修饰的半导体材料溶液；将具有第二图案的掩膜版覆盖至具有亲水区域的疏水滤纸表面，滴加碳纳米管溶液，形成半导体区域；将具有第三图案的掩膜版覆盖至具有导电区域的疏水滤纸表面，涂覆导电胶，形成导电胶区域；将具有第四图案的掩膜版覆盖至具有导电胶区域的疏水滤纸表面，涂有机硅胶，形成绝缘层。能够以滤纸为基底材料制备电性能良好且电阻可调节的柔性场效应传感器，且具有优良的可降解性。
Description
技术领域
本公开涉及场效应传感器制备技术领域，尤其涉及一种柔性场效应传感器及基于紫外光刻制备其的方法。
背景技术
柔性场效应传感器具有低成本、低能耗、易于制造和易集成到智能系统制造等方面的优势，在近几年得到国内传感器领域研究的关注。该类型传感器可以克服目前半导体和微电子行业中硅基底上结合微纳米加工工艺进行制备传感器的不足，满足未来传感器在便捷、超薄性、可弯曲性等方面的需求，是新一代的传感器发展的重点方向。
现有的柔性场效应传感器制备方法存在电性能不够好且不够环保等问题。
发明内容
有鉴于此，本公开的目的在于提出一种柔性场效应传感器及基于紫外光刻制备其的方法。
基于上述目的，本公开提供了一种基于紫外光刻制备柔性场效应传感器的方法，包括：提供硅烷化的疏水滤纸；将具有第一图案的掩膜版覆盖至所述硅烷化疏水滤纸表面，对第一镂空区域进行紫外光刻处理，使所述疏水滤纸具有亲水区域；所述亲水区域的形状与所述第一图案相适配；提供经过修饰材料修饰的半导体材料溶液，所述半导体材料溶液与所述修饰材料之间具有碳碳键；将具有第二图案的掩膜版覆盖至具有亲水区域的疏水滤纸表面，并在第二镂空区域内滴加所述半导体材料溶液，形成半导体区域；所述半导体区域与部分所述亲水区域重叠；将具有第三图案的掩膜版覆盖至所述具有导电区域的疏水滤纸表面，并在第三镂空区域内涂覆导电胶，形成导电胶区域；所述导电胶区域与非半导体区域的亲水区域重叠；将具有第四图案的掩膜版覆盖至所述具有导电胶区域的疏水滤纸表面，并在第四镂空区域内涂有机硅胶，形成绝缘层；所述绝缘层层叠在部分所述导电胶区域的表面，且围设所述半导体区域。
在一些实施例中，所述对第一镂空区域进行紫外光刻处理具体包括：采用双光束紫外光照射具有第一图案的掩膜版的镂空区域。
在一些实施例中，所述双光束紫外光的波长分别为180～190nm和250～258nm；光刻处理的时长为85～95min；
在一些实施例中，所述烷基硅烷选自取代或非取代的碳原子数为18～21的烷基三氯硅烷。
在一些实施例中，所述提供硅烷化的疏水滤纸具体包括：
提供体积分数为0.04～0.12％的十八烷基三氯硅烷的正己烷溶液；
将滤纸浸入所述十八烷基三氯硅烷的正己烷溶液中15～30min；
分别使用正己烷和乙醇冲洗浸泡后的滤纸；
烘干所述冲洗后的滤纸。
在一些实施例中，所述修饰材料选自芘乙酸、芘丁二酸丁二酰亚胺酯和苯胺中的至少一种；
和/或
所述半导体材料选自碳纳米管、硅和砷化镓中的至少一种。
在一些实施例中，修饰材料选自芘乙酸；所述半导体材料选自单壁碳纳米管；
和/或
所述提供经过修饰材料修饰的半导体材料溶液具体包括：
将碳纳米管超声分散至溶剂中，得到碳纳米管溶液；所述碳纳米管溶液的浓度为0.003～0.007mg/ml；
将700～800uL的芘乙酸加入所述碳纳米管溶液中，磁力搅拌至悬浊液状态后进行超声分散。
在一些实施例中，所述半导体区域中，所述碳纳米管溶液的体积为1～2ml。
在一些实施例中，对第一镂空区域进行紫外光刻处理之后还包括：在所述亲水区域涂覆有机硅胶。
本公开实施例还提供一种柔性场效应传感器，所述柔性场效应传感器根据如前任意一项所述的基于紫外光刻制备柔性场效应传感器的方法得到。
从上面所述可以看出，本公开提供的基于紫外光刻制备柔性场效应传感器的方法，通过提供硅烷化的疏水滤纸；将具有第一图案的掩膜版覆盖至所述硅烷化疏水滤纸表面，对镂空区域进行紫外光刻处理，使所述疏水滤纸具有亲水区域；所述亲水区域的形状与所述第一图案相适配；提供经过修饰材料修饰的半导体材料溶液，所述半导体材料溶液与所述修饰材料之间具有碳碳键；将具有第二图案的掩膜版覆盖至具有亲水区域的疏水滤纸表面，并在镂空区域内滴加所述碳纳米管溶液，形成半导体区域；所述半导体区域与部分所述亲水区域重叠；将具有第三图案的掩膜版覆盖至所述具有导电区域的疏水滤纸表面，并在镂空区域内涂覆导电胶，形成导电胶区域；所述导电胶区域与非半导体区域的亲水区域重叠；将具有第四图案的掩膜版覆盖至所述具有导电胶区域的疏水滤纸表面，并在镂空区域内涂有机硅胶，形成绝缘层；所述绝缘层层叠在部分所述导电胶区域的表面，且围设所述半导体区域；能够以滤纸为基底材料制备电性能良好且电阻可调节的柔性场效应传感器，且具有优良的可降解性。
附图说明
为了更清楚地说明本公开或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施例的基于紫外光刻制备柔性场效应传感器的方法流程示意图；
图2为本公开实施例的基于紫外光刻制备柔性场效应传感器的方法的一种工艺示意图；
图3为本公开实施例的提供硅烷化的疏水滤纸的流程示意图；
图4为本公开实施例的十八烷基三氯硅烷修饰滤纸的反应机理示意图；
图5为本公开实施例的十八烷基三氯硅烷修饰滤纸的修饰时间对疏水角的影响关系图；
图6为实施例2的不同体积的芘乙酸对柔性场效应传感器的电压-电流相应变化影响关系图；
图7为实施例2的不同体积的芘乙酸制备所得柔性场效应传感器在电压为-0.1V时的阻值变化；
图8为实施例2的各个步骤中滤纸的扫描电镜图；其中，a为普通滤纸的扫描电镜图；b为经过十八烷基三氯硅烷处理后的疏水滤纸的扫描电镜图；c为滴加芘乙酸修饰的碳纳米管溶液后滤纸的扫描电镜图；d为涂覆导电银胶后滤纸的扫描电镜图；
图9为本公开的柔性场效应传感器的俯视图；
图10为本公开的柔性场效应传感器的截面图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
请参见图1，本公开实施例提供一种基于紫外光刻制备柔性场效应传感器的方法，包括：
S100,提供硅烷化的疏水滤纸；
S200,将具有第一图案的掩膜版覆盖至所述硅烷化疏水滤纸表面，对第一镂空区域进行紫外光刻处理，使所述疏水滤纸具有亲水区域；所述亲水区域的形状与所述第一图案相适配；
S300,提供经过修饰材料修饰的半导体材料溶液，所述半导体材料溶液与所述修饰材料之间具有碳碳键；
S400,将具有第二图案的掩膜版覆盖至具有亲水区域的疏水滤纸表面，并在第二镂空区域内滴加所述碳纳米管溶液，形成半导体区域；所述半导体区域与部分所述亲水区域重叠；
S500,将具有第三图案的掩膜版覆盖至所述具有导电区域的疏水滤纸表面，并在第三镂空区域内涂覆导电胶，形成导电胶区域；所述导电胶区域与非半导体区域的亲水区域重叠；
S600,将具有第四图案的掩膜版覆盖至所述具有导电胶区域的疏水滤纸表面，并在第四镂空区域内涂有机电胶，形成绝缘层；所述绝缘层层叠在部分所述导电胶区域的表面，且围设所述半导体区域。
本公开实施例提供的基于紫外光刻制备柔性场效应传感器的方法，通过提供硅烷化的疏水滤纸；将具有第一图案的掩膜版覆盖至所述硅烷化疏水滤纸表面，对第一镂空区域进行紫外光刻处理，使所述疏水滤纸具有亲水区域；所述亲水区域的形状与所述第一图案相适配；提供经过修饰材料修饰的半导体材料溶液，所述半导体材料溶液与所述修饰材料之间具有碳碳键；将具有第二图案的掩膜版覆盖至具有亲水区域的疏水滤纸表面，并在第二镂空区域内滴加所述碳纳米管溶液，形成半导体区域；所述半导体区域与部分所述亲水区域重叠；将具有第三图案的掩膜版覆盖至所述具有导电区域的疏水滤纸表面，并在第三镂空区域内涂覆导电胶，形成导电胶区域；所述导电胶区域与非半导体区域的亲水区域重叠；将具有第四图案的掩膜版覆盖至所述具有导电胶区域的疏水滤纸表面，并在第四镂空区域内涂有机硅胶，形成绝缘层；所述绝缘层层叠在部分所述导电胶区域的表面，且围设所述半导体区域；能够以滤纸为基底材料制备电性能良好且电阻可调节的柔性场效应传感器，且具有优良的可降解性。
在一些实施例中，步骤S100中，硅烷可以为烷基三氯硅烷。烷基的碳原子数量可以为18～21；且烷基可以为取代或非取代的烷基。通过烷基的碳原子数量为18～21的烷基三氯硅烷，对滤纸进行疏水处理，能够使滤纸具有良好的疏水性能。
在一些实施例中，硅烷可以选自十八烷基三氯硅烷和二十烷基三氯硅烷中的至少一种。十八烷基三氯硅烷修饰滤纸的反应机理如图4所示。
如图3，在一些实施例中，提供硅烷化的疏水滤纸具体包括：
S110,提供体积分数为0.04～0.12％的十八烷基三氯硅烷的正己烷溶液；
S120,将滤纸浸入所述十八烷基三氯硅烷的正己烷溶液中15～30min。通过该处理时间，能够得到疏水角较为良好的疏水滤纸。
在一些实施例中，步骤S110具体可以包括：直接将十八烷基三氯硅烷与正己烷溶液进行混合，制备体积分数为0.08～0.12％的十八烷基三氯硅烷的正己烷溶液。
在另外的实施例中，步骤S110具体可以包括：
将十八烷基三氯硅烷与水按照48～52:1的体积比混合，并经过涡流和超声处理，得到稳定均一的乳状液体；
将所述乳状液体与正己烷按照1:18～22的体积比混合并摇匀。
在一些实施例中，步骤S120之后还可以包括：分别使用正己烷和乙醇冲洗浸泡后的滤纸；烘干所述冲洗后的滤纸。冲洗次数可以为多次，以尽可能完全的清洗滤纸表面残留的十八烷基三氯硅烷。
在一些实施例中，步骤S200中，所述对第一镂空区域进行紫外光刻处理具体包括：采用双光束紫外光照射具有第一图案的掩膜版的镂空区域。双光束紫外光具有很高的能量，通过采用双光束紫外光对镂空区域进行照射，能够使疏水滤纸的第一镂空区域变成亲水区域，而未光照区域保持原有的疏水性，从而制得具有选择性亲疏水的滤纸(也即使所述疏水滤纸具有亲水区域)。
在一些实施例中，所述双光束紫外光的波长分别为180～190nm和250～258nm；光刻处理的时长为85～95min。通过选用180～190nm和250～258nm波长的紫外光组合，在紫外光刻处理过程中，能够将滤纸表面的十八烷基三氯硅烷分解成离子、游离态原子、受激分子和中子，同时能够更好地将空气中的氧气变成臭氧和原子氧，并通过原子氧的极活泼的性能，将疏水滤纸表面的十八烷基三氯硅烷分解成二氧化碳和水蒸气等逸出表面，使得硅烷化的疏水滤纸被照射的区域重新具有亲水性。
在一些实施例中，步骤S300中，所述修饰材料可以选自芘乙酸、芘丁二酸丁二酰亚胺酯和苯胺等中的至少一种；所述半导体材料可以选自碳纳米管、硅和砷化镓等中的至少一种。
在一些实施例中，所述修饰材料选自芘乙酸，所述半导体材料选自碳纳米管。碳纳米管可以为单臂碳纳米管。
在一些实施例中，所述提供经过修饰材料修饰的半导体材料溶液具体包括：将碳纳米管超声分散至溶剂中，得到碳纳米管溶液；所述碳纳米管溶液的浓度为0.003～0.007mg/ml；将700～800uL的芘乙酸加入所述碳纳米管溶液中，磁力搅拌至悬浊液状态后进行超声分散。该种修饰方法，所得碳纳米管与所述芘乙酸具有良好的结合性，具有稳定性良好的碳碳键(C-C),使碳纳米管溶液具有良好的附着性能，能够直接用于后续的S400步骤中，无需再经过水洗，能够简化操作。且能够通过调节该步骤中的芘乙酸的用量，来调控最终制备得到的柔性场效应传感器的电阻，使该柔性场效应传感器的电阻为10～100kΩ。
在一些实施例中，在步骤S300之后步骤S400之前，在撤去具有第一图案的掩膜版之前，还可以包括在所述亲水区域涂覆有机硅胶。也即，对第一镂空区域进行紫外光刻处理之后还包括：在所述亲水区域涂覆有机硅胶。通过在亲水区域涂覆有机硅胶，能够避免侧漏，从而提高最终制备得到的柔性场效应传感器的性能。
在一些实施例中，步骤S400中，可以理解为，将所述经过芘乙酸修饰的碳纳米管溶液滴加至所述亲水区域内的部分区域。该部分区域，也即第二镂空区域，该第二镂空区域的形状与第二图案的形状相同。通过该种处理，能够使滴加了经过芘乙酸修饰的碳纳米管溶液的区域形成稳定的半导体区域。
在一些实施例中，可以选用吸漏装置在第二镂空区域滴加经过芘乙酸修饰的碳纳米管溶液。
在一些实施例中，所述碳纳米管溶液的体积为1～2ml。
在一些实施例中，步骤S500中，导电胶可以选自铜基导电胶或银基导电胶。可以通过喷涂或者刷涂的方式，涂覆所述铜基导电胶或银基导电胶。
在一些实施例中，涂覆所述铜基导电胶或银基导电胶之后，还可以包括烘干处理。通过烘干处理，可以除去铜基导电胶或银基导电胶中的有机溶剂，提高最终制备得到的柔性场效应传感器的性能。
进一步地，烘干处理可以包括：在100～120℃的条件下，烘干10分钟左右。具体可以在烘箱中进行烘干处理。
在一些实施例中，步骤S600中，具体可以通过刷涂的方式，在第四镂空区域内涂覆有机硅胶。涂覆后可以在空气中自然凝固，使半导体区域和导电胶区域形成绝缘层。也即，所述绝缘层的一部分层叠在部分所述导电胶区域的表面，另外一部分围设所述半导体区域。刷涂有机硅胶，可以避免引入有污染性的蜡质等材料，进一步提高所得柔性场效应传感器的环境友好性。
本公开实施例提供的基于紫外光刻制备柔性场效应传感器的方法，制备得到的柔性场效应传感器具有如下优点：通过将滤纸浸入体积分数为0.04～0.12％的十八烷基三氯硅烷中，配合波长分别为180～190nm和250～258nm的双光束紫外光对具有第一镂空区域进行紫外光刻处理85～95min，能够得到具有选择性亲水性能的滤纸基底，为后续的半导体区域、导电胶区域和绝缘层的制备提供良好的基础，有效克服目前柔质传感器基底材料的热稳定性、耐腐蚀性等物理、化学性较差，而导致的制备过程复杂的问题。通过将碳纳米管超声分散至溶剂中，得到碳纳米管溶液；所述碳纳米管溶液的浓度为0.003～0.007mg/ml；通过将700～800uL的芘乙酸加入所述碳纳米管溶液中，磁力搅拌至悬浊液状态后进行超声分散。所得碳纳米管与所述芘乙酸具有良好的结合性，具有稳定性良好的碳碳键(C-C),使碳纳米管溶液具有良好的附着性能，且无需再经过水洗即可用于后续步骤。有效避免修饰过程引用多种化学试剂，进而避免不同的化学试剂对基底材料的腐蚀或者残留对传感器性能造成严重影响。同时修饰过程环境容易实现，避免修饰过程中的极端物理放置环境，对基底材料造成的严重损伤。同时简化了纸基生物场效应管表面修饰的工艺，克服现有的纸质基地表面修饰复杂的问题，使得场效应管表面修饰官能基团更加简易且方便。通过调节芘乙酸的用量，来调控最终制备得到的柔性场效应传感器的电阻，使该柔性场效应传感器的电阻为10～100kΩ，具有较低的操作电压，使得柔性场效应传感器具有高能效。总之，本公开实施例的制备方法，有效的解决了由于纸张表面具有的多孔结构，和较大的表面粗糙度导致的构筑性能优异的电子器件的难度；同时还能够保持纸原有的低成本，柔性，环境友好和大面积溶液生产等优异性能。具有环境安全且生物相容性，绿色环保，避免电子垃圾导致的不良的人体健康影响和产生严重的环境污染。对于“绿色”高性能的电子设备具有重要意义，有良好的应用前景。
实施例1筛选十八烷基三氯硅烷修饰滤纸的修饰时间
将所需纸基材料裁纸成所需要的尺寸，把裁剪好的纸基材料浸入0.1％十八烷基三氯硅烷的正己烷溶液中浸泡2、6、8、10、15、20、25和30min后取出；分别使用正己烷、乙醇多次冲洗处理后的滤纸，使得表面残留的十八烷基三氯硅烷被清洗完全；在氮气或惰性气体保护下低温烘干，得到硅烷化疏水滤纸。
对不同浸泡时间所得滤纸的疏水角进行测试，结果如图5所示。可以看出，浸泡15～30min后，疏水滤纸具有良好的疏水角。
实施例2柔性场效应传感器的制备
流程如图2所示。
1.制备疏水滤纸
将所需纸基材料裁纸成所需要的尺寸，把裁剪好的纸基材料A浸入0.1％十八烷基三氯硅烷的正己烷溶液中浸泡30min后取出；分别使用正己烷、乙醇多次冲洗处理后的滤纸，使得表面残留的十八烷基三氯硅烷被清洗完全；在氮气或惰性气体保护下低温烘干，得到硅烷化疏水滤纸B。
或
将十八烷基三氯硅烷与水按照50:1的比例在密闭玻璃容器中混合；分别使用涡流混合器和超声清洗仪处理混合溶液，处理时间不能过长；将形成稳定均一的乳状液体放置到未密封的玻璃容器内2小时；之后将混合溶液与正己烷按照1:20的比例混合，迅速摇匀备用；将所需纸基材料A裁纸成所需要的尺寸，浸入溶液中30分钟后取出；分别使用正己烷、乙醇多次冲洗处理后的滤纸，使得表面残留的十八烷基三氯硅烷被清洗完全；在氮气或惰性气体保护下低温烘干，得到硅烷化疏水滤纸B。
2.制备具有亲水区域的疏水滤纸
疏水纸表面制备亲水图案：设计具有第一图案的掩膜版01，将其覆盖在疏水滤纸B表面；波长为185nm和254nm的紫外光放置在掩膜版01图案正上方，照射90分钟使的照射区域变成亲水区域，未光照区域保持原有的疏水性，如此便制得具有选择性亲疏水滤纸C。
3.制备单壁碳纳米管溶液
称取0.2mg半导体单壁碳纳米管，溶解到40ml的二甲基甲酰胺溶液中，超声处理60min，其中必须要拧紧瓶盖且保持水温不是很高，最终获得0.005mg/ml的分散溶液；
在制备好的半导体单壁碳纳米管溶液加入750uL的芘乙酸，常温下使用磁力搅拌8小时；溶液出现悬浊液，使用超声清洗仪处理10分钟，使半导体单壁碳纳米管完全分散，形成稳定的溶液。
在该步骤中，对芘乙酸对添加量进行量筛选，设置250、500、750、1000、1250、1500、1750和2000uL的加入体积。
4.制备柔性场效应传感器
将掩膜版01覆盖在选择性亲疏水滤纸表面，在掩膜版01表面放置大量硅胶，用硬质刷子将硅胶在镂空区域刷开，之后放置到空气中至硅胶完全凝固，形成稳定的区域。
使用掩膜版02和吸漏装置，在每片纸基传感器导通区域均匀的滴1.5ml的半导体单壁碳纳米管溶液，形成稳定的导电条带,得到具有半导体区域的选择性疏水滤纸D。
使用二甲基甲酰胺与乙醇溶液多次冲洗修饰区域，去除结合不稳定的半导体单壁碳材料。
使用掩膜版03放置到处理后的疏水纸表面，对准图案，并在镂空区域喷涂或者刷涂导电胶(包括铜基、银基导电胶)，并在100～120摄氏度的烘箱内加入10分钟左右，去除导电胶中有机溶剂，得到具有导电胶区域的选择性疏水滤纸E。
使用掩膜版04放置在涂覆银胶的疏水纸表面，对准图案，并在镂空区域刷图有机硅胶，放置在空气中自然凝固，使其在半导体导电区域形成一个绝缘层，得到具有导电胶区域的选择性疏水滤纸F。
传感器性能测试：
对各个步骤中的滤纸进行电镜扫描。并对不同体积芘乙酸制备所得的柔性场效应传感器进行电压-电流测试，和电压为-0.1V时的阻值测试。
测试结果：
电镜扫描所得结果如图8所示。其中，a为普通滤纸A的扫描电镜图；b为经过十八烷基三氯硅烷处理后的疏水滤纸B的扫描电镜图；c为滴加芘乙酸修饰的碳纳米管溶液后疏水滤纸D的扫描电镜图；图d为涂覆导电银胶后疏水滤纸F的扫描电镜图。
不同体积的芘乙酸对柔性场效应传感器的电压-电流相应变化影响关系图如图6所示。其中，在图中，按照纵坐标的延伸方向，自下而上，依次为体积250、500、750、1000、1250、1500、1750和2000uL的测试结果。不同体积的芘乙酸对柔性场效应传感器在电压为-0.1V时的阻值变化的影响如图7所示。可以看出，加入体积为750uL时，具有最佳的阻值。可以看出，加入体积为750uL时，柔性场效应传感器的电阻最接近10～100kΩ。
本公开实施例的第二个目的，在于提供一种根据如前任意一项所述的基于紫外光刻制备柔性场效应传感器的方法得到的柔性场效应传感器。柔性场效应传感器的结构如图9和图10所示，其中，710为有机硅胶，720为导电胶区域，730为半导体区域；740为疏水滤纸。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本公开实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与其它部件的公知的连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本公开实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本公开实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本公开实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。
本公开实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于紫外光刻制备柔性场效应传感器的方法，包括：
提供硅烷化的疏水滤纸；
将具有第一图案的掩膜版覆盖至所述硅烷化疏水滤纸表面，对第一镂空区域进行紫外光刻处理，使所述疏水滤纸具有亲水区域；所述亲水区域的形状与所述第一图案相适配；
提供经过修饰材料修饰的半导体材料溶液，所述半导体材料溶液与所述修饰材料之间具有碳碳键；
将具有第二图案的掩膜版覆盖至具有亲水区域的疏水滤纸表面，并在第二镂空区域内滴加所述半导体材料溶液，形成半导体区域；所述半导体区域与部分所述亲水区域重叠；
将具有第三图案的掩膜版覆盖至具有所述半导体区域的疏水滤纸表面，并在第三镂空区域内涂覆导电胶，形成导电胶区域；所述导电胶区域与亲水区域内的非半导体区域重叠；
将具有第四图案的掩膜版覆盖至所述具有导电胶区域的疏水滤纸表面，并在第四镂空区域内涂有机硅胶，形成绝缘层；所述绝缘层层叠在部分所述导电胶区域的表面，且围设所述半导体区域；
其中，所述提供经过修饰材料修饰的半导体材料溶液具体包括：
将碳纳米管超声分散至溶剂中，得到碳纳米管溶液；所述碳纳米管溶液的浓度为0.003~0.007mg/ml；
将700~800uL的芘乙酸加入所述碳纳米管溶液中，磁力搅拌至悬浊液状态后进行超声分散。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对第一镂空区域进行紫外光刻处理具体包括：采用双光束紫外光照射具有第一图案的掩膜版的镂空区域。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述双光束紫外光的波长分别为180~190nm和250~258nm；光刻处理的时长为85~95min。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述硅烷选自取代或非取代的碳原子数为18~21的烷基三氯硅烷。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述提供硅烷化的疏水滤纸具体包括：
提供体积分数为0.04~0.12%的十八烷基三氯硅烷的正己烷溶液；
将滤纸浸入所述十八烷基三氯硅烷的正己烷溶液中15~30min；
分别使用正己烷和乙醇冲洗浸泡后的滤纸；
烘干所述冲洗后的滤纸。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述碳纳米管选自单壁碳纳米管。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述半导体区域中，所述碳纳米管溶液的体积为1~2ml。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在撤去具有第一图案的掩膜版之前，对第一镂空区域进行紫外光刻处理之后还包括：在所述亲水区域涂覆有机硅胶。
9.一种柔性场效应传感器，其中，所述柔性场效应传感器根据权利要求1至8任意一项所述的基于紫外光刻制备柔性场效应传感器的方法得到。
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