WO2020177576A1 - 检测器、检测系统及物质浓度的检测方法 - Google Patents

检测器、检测系统及物质浓度的检测方法 Download PDF

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WO2020177576A1
WO2020177576A1 PCT/CN2020/076589 CN2020076589W WO2020177576A1 WO 2020177576 A1 WO2020177576 A1 WO 2020177576A1 CN 2020076589 W CN2020076589 W CN 2020076589W WO 2020177576 A1 WO2020177576 A1 WO 2020177576A1
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detected
detection point
predetermined
detector
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胡合合
马啸尘
袁广才
宁策
谷新
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/06—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a liquid

Definitions

  • the present disclosure relates to the field of semiconductor technology, and in particular to a detector, a detection system, and a detection method of substance concentration.
  • the detector used to detect the liquid concentration is generally a probe-type liquid concentration detector.
  • This type of detector has a large volume and cannot be integrated on a chip, which is not convenient enough to use; and the detection efficiency is low, and it cannot achieve simultaneous Detect the concentration of multiple liquids.
  • a detector including: a substrate; an active layer provided on the substrate; a first electrical conductor and a second electrical conductor both provided on the substrate; On the first surface of the active layer, the first surface is the surface of the active layer away from the substrate; the insulating layer is disposed on the first surface and covers the first surface. An electrical conductor and the second electrical conductor; wherein a cavity is provided in the insulating layer, and the cavity is located between the first electrical conductor and the second electrical conductor and is used to carry the substance to be detected,
  • the substance to be detected is a conductive substance.
  • it further includes: a buffer layer disposed between the substrate and the active layer.
  • the distance between the surface of the first electrical conductor close to the cavity and the surface of the second electrical conductor close to the cavity is 10 nm-5um.
  • the distance between the furthest point of the first electrical conductor from the first surface and the first surface is The distance between the furthest point of the second electrical conductor from the first surface and the first surface is
  • a first channel is further provided on the insulating layer for measuring the current between the first electrical conductor and the second electrical conductor.
  • the semiconductor includes at least one of the following: amorphous silicon, oxide semiconductor, and low-temperature polysilicon.
  • a detection system including: a processor and the detector according to any one of the embodiments of the present disclosure; the processor is configured to The predetermined parameters of the substance to be detected, the current in the substance to be detected, and the potential of the predetermined detection point determine the concentration of the substance to be detected.
  • the detection system further includes: a power generator and a power detector; wherein the power generator is configured to apply a voltage to the substance to be detected in the detector; the power detector , Configured to detect the current in the substance to be detected and the potential of the predetermined detection point.
  • a method for detecting the concentration of a substance using the detector described in any one of the embodiments of the present disclosure or the detection system described in any one of the embodiments of the present disclosure, and
  • the detection method includes: acquiring a first potential of a first predetermined detection point of the substance to be detected in the cavity, wherein the first predetermined detection point is a first surface far from the active layer, and Detection point; obtain the first current at the second predetermined detection point of the substance to be detected; determine the second potential of the third predetermined detection point of the substance to be detected, wherein the third predetermined detection point is close to the The first surface of the active layer and the detection point in the substance to be detected; wherein the second predetermined detection point is between the plane where the first predetermined detection point is located and the plane where the third predetermined detection point is located The detection point in the substance to be detected; the concentration of the substance to be detected is determined according to predetermined parameters of the substance to be detected, the first potential, the second potential, and the
  • the third predetermined detection point is located between the first electrical conductor and the second electrical conductor.
  • determining the second potential of the third predetermined detection point on the first surface includes: obtaining a second current between the first electrical conductor and the second electrical conductor; The corresponding relationship and the second current determine the second potential of the third predetermined detection point, wherein the predetermined current-voltage corresponding relationship is determined according to the material of the detector.
  • the predetermined parameters include at least: the distance between the first predetermined detection point and the third predetermined detection point, and the cross-section of the substance to be detected where the second predetermined detection point is located. area.
  • Figure 1 is a cross-sectional view of a detector according to an embodiment of the present disclosure
  • Figure 2 is a cross-sectional view of a specific embodiment of a detector according to an embodiment of the present disclosure
  • Fig. 5 is a schematic diagram of a predetermined current-voltage relationship of a detector according to an embodiment of the present disclosure
  • Fig. 6 is a top view of the detector shown in Fig. 2.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a specific embodiment of a detector according to an embodiment of the present disclosure.
  • the detector 100 further includes: a buffer layer 107 disposed between the substrate 101 and the active layer 102, In order to make the growth environment of the active layer 102 better.
  • the buffer layer 107 uses an insulating oxide material.
  • the insulating oxide material may be carbon oxide, titanium oxide, etc., which is not specifically limited here.
  • the distance between the surface of the first electrical conductor 103 close to the cavity 106 and the surface of the second electrical conductor 104 close to the cavity 106 is 10 nm ⁇ 5 um. Specifically, the distance of this size makes the size of the cavity 106 located between the first electrical conductor 103 and the second electrical conductor 104 smaller, which in turn makes the volume of the structured detector 100 smaller, which makes it easier to use. It is more convenient, so that it can be integrated on the chip, and the amount of the substance to be detected carried by the smaller-sized cavity 106 is also less, avoiding waste.
  • the insulating layer 105 is further provided with a first channel 108 for measuring the current between the first electrical conductor 103 and the second electrical conductor 104.
  • the first channel 108 may communicate with the first conductive body 103, the second conductive body 104 or the active layer 102, which is not specifically limited here.
  • the first channel 108 is connected to the source of the thin film transistor (ie, the first conductor 103), and is used to carry a wire for detecting the current between the source and drain of the thin film transistor.
  • the detection terminal of the detection device is in contact with the wire, and the current between the source and drain of the thin film transistor can be detected.
  • a second channel 109 is further provided on the insulating layer 105, and the second channel 109 communicates with the cavity 106.
  • the second channel 109 is used to carry a wire for applying electricity to the substance to be tested.
  • the output terminal of the external voltage applying device is in contact with the wire to apply a voltage to the substance to be tested so that the thin film transistor is in position. Conduction state in order to detect the current between the source and drain.
  • the second channel 109 and the channel for adding the substance to be detected can be implemented as one channel.
  • the cavity 106, the second channel 109 and the insulating layer 105 are formed by one-step deposition by sputtering technology.
  • the current between the source and drain determines the potential of a predetermined detection point of the substance to be detected, and the processor 201 is based on the applied voltage, the potential of a predetermined detection point of the substance to be detected, the current in the substance to be detected, and the potential of the substance to be detected.
  • the predetermined parameters of the substance determine the concentration of the substance to be detected.
  • the design principle of the detection system 200 provided by the embodiments of the present disclosure is based on a thin film transistor array, has a simple structure, can be produced in a small volume, and is convenient to use.
  • the detection system 200 further includes: a power generator and a power detector (not shown in the figure); wherein the power generator is configured to apply a voltage to the substance to be detected in the detector 100, so that The thin film transistor of the detector 100 is turned on; the power detector is configured to detect the current in the substance to be detected and the potential of the predetermined detection point.
  • the power generator and the power detector can be directly connected to the processor 201, and the acquired information can also be sent to the processor 201 through a communication module (not shown in the figure) for processing to determine the concentration of the substance to be detected.
  • the detection system 200 further includes: a display (not shown in the figure) configured to display the concentration of the substance to be detected, so as to facilitate the user to read.
  • detectors 100 there are several detectors 100, and several detectors 100 are integrated on a chip. Due to the small volume of the detector 100, it can be integrated on a chip. The integration of several detectors 100 on the chip can simultaneously detect the concentration of multiple substances to be detected, thereby improving the detection efficiency.
  • the embodiment of the present disclosure also provides a method for detecting a substance concentration, which applies any of the embodiments of the present disclosure.
  • the detection method includes the following steps:
  • S101 Acquire a first potential of a first predetermined detection point of a substance to be detected in a cavity, where the first predetermined detection point is a first surface away from the active layer and a detection point in the substance to be detected.
  • the concentration of the substance to be detected and the resistivity of the substance to be detected.
  • the resistivity of the substance to be detected can be obtained according to the potential difference, current and predetermined parameters between the predetermined detection points of the substance to be detected.
  • the method for detecting the concentration of a substance determines the concentration of the substance to be detected according to the potential of the predetermined detection point of the substance to be detected, the current in the substance to be detected, and predetermined parameters, which is convenient and has high detection efficiency.
  • the third predetermined detection point is located between the first electrical conductor 103 and the second electrical conductor 104.
  • the second potential is the potential at the third predetermined detection point between the source and drain of the thin film transistor of the detector 100 when the thin film transistor is in the on state.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a predetermined current-voltage relationship of a detector according to an embodiment of the present disclosure.
  • the current (Isd) and voltage (Vg) between the source and drain of the thin film transistor of the detector 100 Both the on state and the off state have a predetermined current-voltage relationship.
  • the second current is the current (Isd) between the source and drain of the thin film transistor in the on state, according to The second potential (Vg) can be determined by the predetermined current-voltage correspondence and the second current (Isd) of the thin film transistor in the on state.
  • the material of the thin film transistor of the detector 100 has a correlation with the predetermined current-voltage correspondence.
  • the material of the insulating layer 105 and the material of the active layer 102 Determine the corresponding relationship between the predetermined current and voltage.
  • determining the concentration of the substance to be detected according to the predetermined parameters, the first potential, the second potential, and the first current of the substance to be detected includes: according to the predetermined parameters of the substance to be detected, the first potential, the second potential, and the The first current determines the resistivity of the substance to be detected; the concentration of the substance to be detected is determined according to the resistivity and a predetermined constant.
  • the substance to be detected is a liquid
  • U is the potential difference between the first potential and the second potential
  • I is the first current, that is, the detection When the thin film transistor of the device 100 is turned on, the current flowing in the substance to be detected.
  • the predetermined parameters include the cross-sectional area of the liquid and the distance between the first predetermined detection point and the second predetermined detection point of the liquid or other cross-sectional area that can be obtained.
  • the related parameters of the cross-sectional area and the distance between the first predetermined detection point and the second predetermined detection point of the liquid are not specifically limited herein.
  • the predetermined parameters include at least: the distance between the first predetermined detection point and the third predetermined detection point, and the cross-sectional area of the substance to be detected where the second predetermined detection point is located.

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Abstract

检测器、检测系统及物质浓度的检测方法，检测器包括：衬底（101）；有源层（102），设置在衬底（101）上；第一导电体（103）和第二导电体（104），均设置在有源层（102）的第一表面上，第一表面为有源层（102）远离衬底（101）一侧的表面；绝缘层（105），设置在第一表面上，并包覆第一导电体（103）和第二导电体（104）；其中，绝缘层（105）内设置有空腔（106），空腔位于第一导电体（103）和第二导电体（104）之间，用于承载待检测物质，待检测物质为导电物质。

Description

检测器、检测系统及物质浓度的检测方法
相关申请的交叉引用
本申请主张在2019年3月1日在中国提交的中国专利申请号No.201910156534.6的优先权，其全部内容通过引用包含于此。
技术领域
本公开涉及半导体技术领域，尤其涉及一种检测器、检测系统及物质浓度的检测方法。
背景技术
相关技术中，用于检测液体浓度的检测器一般为探针式液体浓度检测器，这种检测器体积较大，不能够集成于芯片上，使用起来不够便捷；且检测效率低，不能实现同时检测多种液体的浓度。
发明内容
根据本公开的第一方案，提供了一种检测器，所述检测器包括：衬底；有源层，设置在所述衬底上；第一导电体和第二导电体，均设置在所述有源层的第一表面上，所述第一表面为所述有源层远离所述衬底一侧的表面；绝缘层，设置在所述第一表面上，并包覆所述第一导电体和所述第二导电体；其中，所述绝缘层内设置有空腔，所述空腔位于所述第一导电体和所述第二导电体之间，用于承载待检测物质，所述待检测物质为导电物质。
在一些实施例中，还包括：缓冲层，设置在所述衬底与所述有源层之间。
在一些实施例中，所述缓冲层采用绝缘氧化材料。
在一些实施例中，所述第一导电体靠近所述空腔的表面和所述第二导电体靠近所述空腔的表面之间的距离为10nm～5um。
在一些实施例中，所述第一导电体距离所述第一表面的最远点与所述第一表面之间的距离为
Figure PCTCN2020076589-appb-000001
所述第二导电体距离所述第一表面的最远点与所述第一表面之间的距离为
Figure PCTCN2020076589-appb-000002
在一些实施例中，所述绝缘层上还设有第一通道，用于测量所述第一导电体与所述第二导电体之间的电流。
在一些实施例中，所述绝缘层上还设有第二通道，所述第二通道与所述空腔连通。
在一些实施例中，所述有源层的材料为半导体。
在一些实施例中，所述半导体至少包括以下之一：非晶硅、氧化物半导体和低温多晶硅。
所述第一导电体的材料为导体或半导体，所述第二导电体的材料为导体或半导体。
根据本公开的第一方案，提供了一种检测系统，包括：处理器和本公开的实施例中任一项所述的检测器；所述处理器，被配置为根据所述检测器中的待检测物质的预定参数、所述待检测物质中的电流以及预定检测点的电位确定所述待检测物质的浓度。
在一些实施例中，所述检测系统还包括：电力发生器和电力检测器；其中，所述电力发生器，被配置为向所述检测器中的待检测物质施加电压；所述电力检测器，被配置为检测所述待检测物质中的电流以及所述预定检测点的电位。
在一些实施例中，所述检测系统还包括：显示器，被配置为显示所述待检测物质的浓度。
在一些实施例中，所述检测器为数个，数个所述检测器集成于芯片上。
根据本公开的第三方案，提供了一种物质浓度的检测方法，应用本公开的实施例中任一项所述的检测器或本公开的实施例中任一项所述的检测系统，所述检测方法包括：获取空腔内的待检测物质的第一预定检测点的第一电位，其中，所述第一预定检测点为远离有源层的第一表面、所述待检测物质中的检测点；获取所述待检测物质的第二预定检测点处的第一电流；确定所述待检测物质的第三预定检测点的第二电位，其中，所述第三预定检测点为靠近所述有源层的第一表面、所述待检测物质中的检测点；其中，所述第二预定检测点为所述第一预定检测点所在平面与所述第三预定检测点所在平面之间的所述待检测物质中的检测点；根据所述待检测物质的预定参数、所述第一 电位、所述第二电位及所述第一电流确定所述待检测物质的浓度。
在一些实施例中，所述第三预定检测点位于第一导电体和第二导电体之间。
在一些实施例中，确定所述第一表面上第三预定检测点的第二电位，包括：获取所述第一导电体和所述第二导电体之间的第二电流；根据预定电流电压对应关系和所述第二电流确定所述第三预定检测点的第二电位，其中，所述预定电流电压对应关系是根据所述检测器的材料确定的。
在一些实施例中，根据所述待检测物质的预定参数、所述第一电位、所述第二电位及所述第一电流确定所述待检测物质的浓度，包括：根据所述待检测物质的预定参数、所述第一电位、所述第二电位及所述第一电流确定所述待检测物质的电阻率；根据所述电阻率和预定常量确定所述待检测物质的浓度。
在一些实施例中，所述预定参数至少包括：所述第一预定检测点与所述第三预定检测点之间的距离以及所述第二预定检测点所在的所述待检测物质的横截面积。
应当理解，前面的一般描述和以下详细描述都仅是示例性和说明性的，而不是用于限制本公开。
本节提供本公开中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
图1为根据本公开的实施例的检测器的剖面图；
图2为根据本公开的实施例的检测器的一个具体实施例的剖面图；
图3为根据本公开的实施例的检测系统的结构示意图；
图4为根据本公开的实施例的物质浓度的检测方法的流程图；
图5为根据本公开的实施例的检测器的预定电流电压关系的示意图；
图6为图2所示的检测器的俯视图。
附图标记：
100-检测器；101-衬底；102-有源层；103-第一导电体；104-第二导电体；105-绝缘层；106-空腔；107-缓冲层；108-第一通道；109-第二通道；200-检测系统；201-处理器。
具体实施方式
为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开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。“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。
为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。
图1为根据本公开的实施例的检测器的结构的剖面图，如图1所示，本公开的实施例提供了一种检测器100，检测器100包括：衬底101；有源层102，设置在衬底101上；第一导电体103和第二导电体104，均设置在有源层102的第一表面上，其中，第一表面为有源层102远离衬底101一侧的表面；绝缘层105，设置在第一表面上，并包覆第一导电体103和第二导电体104；其中，绝缘层105内设置有空腔106，空腔106位于第一导电体103和第二导电体104之间，用于承载待检测物质。具体说来，绝缘层105的形状不限于此，可以根据实际情况设计，如球形、长方体等。
在一些实施例中，第一导电体103的材料为导体或半导体，第二导电体104的材料为导体或半导体。具体地，该检测器100的目的是形成一个薄膜晶体管阵列，第一导电体103可以作为该薄膜晶体管的源极，第二导电体104可以作为该薄膜晶体管的漏极，承载有待检测物质的空腔106作为该薄膜晶体管的栅极。所以，第一导电体103和第二导电体104的材料可选为薄膜晶体管通用的材料。可选的，有源层102的材料可以为非晶硅、氧化物半导体或低温多晶硅等，此处不进行限定。
本公开提供的检测器100的设计原理基于薄膜晶体管阵列，结构简单，生产时可以做到较小的体积，使用便捷。在一些实施例中，为了方便检测，该检测器100上还可以设有用于检测待检测物质中的电流及薄膜晶体管的源极和漏极之间的电流的导线(图1中未示出)，其中，待检测物质为导电物质，例如液体，具体的，该检测器100上还可以设有添加待检测物质的通道(图1中未示出)，该通道与空腔106连通，以将待检测物质导入至空腔106中，当对空腔106中的待检测物质施加电压时，该薄膜晶体管处于导通状态，通过检测薄膜晶体管的源极和漏极之间的电流以得到待检测物质的一个预定检测点的电位，进而根据施加的电压、待检测物质的一个预定检测点的电位、待检测物质中的电流以及待检测物质的预定参数确定待检测物质的浓度。
本公开的实施例所提供的检测器100的设计原理基于薄膜晶体管阵列，且结构简单，生产时可以做到较小的体积，使用便捷。图2为根据本公开的实施例的检测器的一个具体实施例的剖面图，如图2所示，检测器100还包括：缓冲层107，设置在衬底101与有源层102之间，以使有源层102的生长环境更好。在一些实施例中，缓冲层107采用绝缘氧化材料。可选的，绝缘氧化材料可以为氧化碳、氧化钛等，在此不做具体限定。
在一些实施例中，第一导电体103靠近空腔106的表面和第二导电体104靠近该空腔106的表面之间的距离为10nm～5um。具体说来，这种尺寸的距离使得位于第一导电体103与第二导电体104之间的空腔106的尺寸也较小，进而使得构造成的检测器100的体积也较小，使用起来较为便捷，使之能够集成于芯片上，并且较小尺寸的空腔106所承载的待检测物质的量也较少，避免浪费。
在一些实施例中，第一导电体103距离第一表面的最远点与第一表面之间的距离为
Figure PCTCN2020076589-appb-000003
第二导电体104距离第一表面的最远点与第一表面之间的距离为
Figure PCTCN2020076589-appb-000004
这种尺寸的距离使得构造成的检测器100的体积也较小，使用起来较为便捷，使之能够集成于芯片上。
在一些实施例中，绝缘层105上还设有第一通道108，用于测量第一导电体103与第二导电体104之间的电流。可选的，第一通道108可以与第一导电体103、第二导电体104或有源层102连通，在此不做具体限定。如图2所示，第一通道108与薄膜晶体管的源极(即第一导电体103)连通，用于承载用于检测薄膜晶体管的源极和漏极之间的电流的导线，外部的电流检测设备的检测端与该导线接触，即可检测出薄膜晶体管的源极和漏极之间的电流。
在一些实施例中，绝缘层105上还设有第二通道109，第二通道109与空腔106连通。如图2所示，第二通道109用于承载用于施加电位于待检测物质的导线，外部的电压施加设备的输出端与该导线接触，即可施加电压于待检测物质，使得薄膜晶体管处于导通状态，以便检测源极和漏极之间的电流。在设计时，可以将第二通道109与添加待检测物质的通道作为一个通道实现。在一些实施例中，空腔106、第二通道109和绝缘层105由溅射技术一步沉积形成。
图3为根据本公开的实施例的检测系统的结构示意图，如图3所示，本公开的实施例还提供了一种检测系统200，检测系统200包括处理器201和本公开的实施例中任一项所述的检测器100，处理器201，被配置为根据检测器中的待检测物质的预定参数、待检测物质中的电流以及预定检测点的电位确定待检测物质的浓度。具体地，检测器100用于承载待检测物质，当施加电压于待检测物质时，检测器100的薄膜晶体管处于导通状态，薄膜晶体管的源极和漏极之间有电流通过，根据薄膜晶体管的源极和漏极之间的电流确定待检测物质的一个预定检测点的电位，处理器201根据施加的电压、待检测物质的一个预定检测点的电位、待检测物质中的电流以及待检测物质的预定参数确定待检测物质的浓度。
本公开的实施例所提供的检测系统200的设计原理基于薄膜晶体管阵列，结构简单，且生产时可以做到较小的体积，使用便捷。
在一些实施例中，检测系统200还包括：电力发生器和电力检测器(图中未示出)；其中，电力发生器，被配置为向检测器100中的待检测物质施加电压，以使检测器100的薄膜晶体管导通；电力检测器，被配置为检测待检测物质中的电流以及预定检测点的电位。具体地，电力发生器和电力检测器可以直接与处理器201连接，还可以通过通信模块(图中未示出)将获取到的信息发送给处理器201进行处理以确定待检测物质的浓度。
在一些实施例中，检测系统200还包括：显示器(图中未示出)，被配置为显示待检测物质的浓度，以便于用户读取。
在一些实施例中，检测器100为数个，数个检测器100集成于芯片上。由于检测器100的体积较小，因此可以集成于芯片上，数个检测器100集成于芯片上能够同时检测多种待检测物质的浓度，提高检测效率。
图4为根据本公开的实施例的物质浓度的检测方法的流程图，如图4所示，本公开的实施例还提供了一种物质浓度的检测方法，其应用本公开的实施例中任一项所述的检测器100或本公开的实施例中任一项所述的检测系统200，该检测方法包括如下步骤：
S101，获取空腔内的待检测物质的第一预定检测点的第一电位，其中，第一预定检测点为远离有源层的第一表面、所述待检测物质中的检测点。
S102，获取待检测物质的第二预定检测点处的第一电流，其中，该第二预定检测点为所述第一预定检测点所在平面与下述第三预定检测点所在平面之间的所述待检测物质中的检测点。
S103，确定待检测物质的第三预定检测点的第二电位，其中，第三预定检测点为靠近有源层的第一表面、所述待检测物质中的检测点。
S104，根据待检测物质的预定参数、第一电位、第二电位及第一电流确定待检测物质的浓度。
在一些实施例中，所述第一电位可以直接取施加至所述待检测物质的施加电压。在一些实施例中，可以通过测量待检测物质的第一预定检测点处的电位，以得到所述第一电位。
具体实现时，如果上述物质浓度的检测方法是通过本公开提供的检测系统200进行检测，则可以采用检测系统200中的电力发生器对待检测物质施 加电压，采用电力检测器来检测预定检测点的电位和待检测物质中的电流；如果上述物质浓度的检测方法仅使用了本公开提供的检测器进行检测，则可以采用其他外接的电力设备来对待检测物质施加电压以及检测预定检测点的电位和待检测物质中的电流。
具体的，待检测物质的浓度与待检测物质的电阻率存在一定的关系，根据待检测物质的预定检测点间的电位差、电流以及预定参数能够得到待检测物质的电阻率，其中，当对本公开的实施例中所述的检测器100的空腔106中的待检测物质施加电压时，待检测物质中产生第一电流，检测器100的薄膜晶体管处于导通状态，薄膜晶体管的源极和漏极之间也会产生电流和电位，根据薄膜晶体管的源极和漏极之间产生的电位确定待检测物质的第三预定检测点的第二电位，进而根据第一电位和第二电位，得到待检测物质的第一预定检测点和第三预定检测点之间的电位差，以得到待检测物质的浓度。
本公开的实施例所提供的物质浓度的检测方法根据待检测物质的预定检测点的电位、待检测物质中的电流以及预定参数确定待检测物质的浓度，较为便捷，且检测效率较高。
在一些实施例中，在步骤S103中，所述第三预定检测点位于第一导电体103和第二导电体104之间。具体地，第二电位为检测器100的薄膜晶体管在导通状态时，其源极和漏极之间的第三预定检测点的电位。
在一些实施例中，确定第一表面上第三预定检测点的第二电位，包括：获取第一导电体103和第二导电体104之间的第二电流；根据预定电流电压对应关系和第二电流确定第三预定检测点的第二电位，其中，预定电流电压对应关系是根据检测器100的材料确定的。
图5为根据本公开的实施例的检测器的预定电流电压关系的示意图，如图5所示，检测器100的薄膜晶体管的源极和漏极之间的电流(Isd)与电压(Vg)在导通状态和截止状态时均具有预定电流电压关系，在本公开的实施例中，第二电流即为薄膜晶体管在导通状态下的源极和漏极之间的电流(Isd)，根据薄膜晶体管在导通状态预定电流电压对应关系和第二电流(Isd)即可确定第二电位(Vg)。具体地，检测器100的薄膜晶体管的材料与预定电流电压对应关系具有相关性，在本实施例中，根据检测器100的缓冲层107的材料、 绝缘层105的材料和有源层102的材料确定预定电流电压对应关系。
在一些实施例中，根据待检测物质的预定参数、第一电位、第二电位及第一电流确定待检测物质的浓度，包括：根据待检测物质的预定参数、第一电位、第二电位及第一电流确定待检测物质的电阻率；根据电阻率和预定常量确定待检测物质的浓度。
具体地，液体的电阻率ρ与液体的浓度n的关系可以表示为：ρ＝K/n(K为液体在温度不变时的常量)，并且，电阻率ρ还可以表示为：ρ＝(R*S)/L，其中，R表示电阻，S表示横截面积，L表示长度，如图6所示，图6为图2所示的检测器的俯视图，L可以为液体表面601至有源层的第一表面602之间的距离Lq1，此时，第一预定检测点位于液体表面601处，第三预定检测点为靠近所述有源层的第一表面602、液体中的检测点，第二预定检测点为位于所述液体表面601有源层的第一表面602之间的液体中的检测点，S可以为液体表面至有源层的下表面之间任一点处液体的横截面积，如第二预定检测点处的液体的横截面积。
进一步的，电阻R可以表示为，R＝U/I，在本公开的实施例中，待检测物质为液体，U为第一电位和第二电位的电位差，I为第一电流，即检测器100的薄膜晶体管在导通时待检测物质中流过的电流，预定参数包括液体的横截面积和液体的第一预定检测点到第二预定检测点之间的距离或其他能够得到液体的横截面积和液体的第一预定检测点到第二预定检测点之间的距离的相关参数，在此不做具体限定。
在一些实施例中，预定参数至少包括：第一预定检测点与第三预定检测点之间的距离以及第二预定检测点所在的待检测物质的横截面积。
以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本公开。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本公开的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施 例可以以各种组合或排列彼此组合。本公开的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。
以上实施例仅为本公开的示例性实施例，不用于限制本公开，本公开的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本公开的实质和保护范围内，对本公开做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本公开的保护范围内。

Claims (16)

  1. 一种检测器，包括：
    衬底；
    有源层，设置在所述衬底上；
    第一导电体和第二导电体，均设置在所述有源层的第一表面上，所述第一表面为所述有源层远离所述衬底一侧的表面；
    绝缘层，设置在所述第一表面上，并包覆所述第一导电体和所述第二导电体；
    其中，所述绝缘层内设置有空腔，所述空腔位于所述第一导电体和所述第二导电体之间，用于承载待检测物质，所述待检测物质为导电物质。
  2. 根据权利要求1所述的检测器，其中，所述第一导电体靠近所述空腔的表面和所述第二导电体靠近所述空腔的表面之间的距离为10nm～5um。
  3. 根据权利要求1所述的检测器，其中，
    所述第一导电体距离所述第一表面的最远点与所述第一表面之间的距离为
    Figure PCTCN2020076589-appb-100001
    所述第二导电体距离所述第一表面的最远点与所述第一表面之间的距离为
    Figure PCTCN2020076589-appb-100002
  4. 根据权利要求1所述的检测器，其中，所述绝缘层上还设有第一通道，用于测量所述第一导电体与所述第二导电体之间的电流。
  5. 根据权利要求1或4所述的检测器，其中，所述绝缘层上还设有第二通道，所述第二通道与所述空腔连通。
  6. 根据权利要求1所述的检测器，还包括：缓冲层，设置在所述衬底与所述有源层之间。
  7. 根据权利要求6所述的检测器，其中，所述缓冲层采用绝缘氧化材料。
  8. 一种检测系统，包括：
    处理器和权利要求1-7中任一项所述的检测器；
    所述处理器，被配置为根据所述检测器中的待检测物质的预定参数、所述待检测物质中的电流以及预定检测点的电位确定所述待检测物质的浓度。
  9. 根据权利要求8所述的检测系统，还包括：
    电力发生器和电力检测器；其中，
    所述电力发生器，被配置为向所述检测器中的待检测物质施加电压；
    所述电力检测器，被配置为检测所述待检测物质中的电流以及所述预定检测点的电位。
  10. 根据权利要求8所述的检测系统，还包括：
    显示器，被配置为显示所述待检测物质的浓度。
  11. 根据权利要求8至10中任一项所述的检测系统，其中，所述检测器为数个，数个所述检测器集成于芯片上。
  12. 一种物质浓度的检测方法，应用权利要求1-7中任一项所述的检测器或权利要求8-11中任一项所述的检测系统，所述检测方法包括：
    获取空腔内的待检测物质的第一预定检测点的第一电位，其中，所述第一预定检测点为远离有源层的第一表面、所述待检测物质中的检测点；
    获取所述待检测物质的第二预定检测点处的第一电流；
    确定所述待检测物质的第三预定检测点的第二电位，其中，所述第三预定检测点为靠近所述有源层的第一表面、所述待检测物质中的检测点；其中，所述第二预定检测点为所述第一预定检测点所在平面与所述第三预定检测点所在平面之间的所述待检测物质中的检测点；
    根据所述待检测物质的预定参数、所述第一电位、所述第二电位及所述第一电流确定所述待检测物质的浓度。
  13. 根据权利要求12所述的检测方法，其中，所述第三预定检测点位于第一导电体和第二导电体之间。
  14. 根据权利要求13所述的检测方法，其中，确定所述第一表面上第三预定检测点的第二电位，包括：
    获取所述第一导电体和所述第二导电体之间的第二电流；
    根据预定电流电压对应关系和所述第二电流确定所述第三预定检测点的第二电位，其中，所述预定电流电压对应关系是根据所述检测器的材料确定的。
  15. 根据权利要求12所述的检测方法，其中，根据所述待检测物质的预 定参数、所述第一电位、所述第二电位及所述第一电流确定所述待检测物质的浓度，包括：
    根据所述待检测物质的预定参数、所述第一电位、所述第二电位及所述第一电流确定所述待检测物质的电阻率；
    根据所述电阻率和预定常量确定所述待检测物质的浓度。
  16. 根据权利要求11至15中任一项所述的检测方法，其中，所述预定参数至少包括：所述第一预定检测点与所述第三预定检测点之间的距离以及所述第二预定检测点所在的所述待检测物质的横截面积。
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