.2V/deCade。
[0034]本实施例一的电学转移及输出特性如图2所示，器件具有较低的操作电压(低于5V)、亚阈值摆幅约0.15V/deCeade、高的开关比(约16)以及几乎无电学迟滞效应。
[0035]图1所示本发明实施例一的传感器的制作工艺为:在薄膜衬底I上制作Cr/Au分别作为源电极2和漏电极3;沉积有机聚合物C16IDT-BT作为有机半导体层4;沉积介电常数为2左右的Cytop作为第一介质层5;沉积常温下介电常数约为60左右并具有温度敏感效应的弛豫铁电聚合物作为第二介质层6;沉积Al作为栅电极7。
[0036]实施例二
[0037]如图3所示，在本发明的另一个实施例中，温度传感器包括:衬底1(优选塑料/纸衬底)、源电极2、漏电极3、有机半导体层4、栅介质层和栅电极7。所述基于有机薄膜晶体管的温度传感器采用底栅底接触型结构，自下而上依次第一层为衬底I，第二层为栅电极7，第三层为栅介质层(包括第一介质层5和第二介质层6)，第四层为源电极2和漏电极3，第五层为置于源电极2与漏电极3之间的有机半导体层4。所述的有机薄膜晶体管既是开关器件，又是温度信号转换器。
[0038]所述第三层的栅介质层具有大电容值且对温度敏感，其电容大于lOOnF/cm2，该栅介质层由具有低介电常数的第一介质层5和具有高介电常数的第二介质层6叠加而成;第一介质层5紧邻有机半导体层4，也就是说置于有机半导体层4与第二介质层6之间的位置;第一介质层5的介电常数小于3，而第二介质层6的介电常数在常温下的最大值大于55;第二介质层6的优选材料为弛豫铁电聚合物材料，在一定温度范围内没有铁电效应(即不会出现电滞回线)，但具有介电常数对温度敏感的特性。整个器件典型的操作电压小于5V，亚阈值摆幅小于 0.2V/decade。
[0039]本实施例二的电学转移及输出特性如图4所示，器件具有较低的操作电压(低于5V)、亚阈值摆幅约0.HV/deceade、高的开关比(约15)以及几乎无电学迟滞效应。
[0040]图3所示本发明实施例二的传感器的制作工艺为:在薄膜衬底I上打印Ag作为栅电极7;沉积常温下介电常数约为60左右并具有温度敏感效应的弛豫铁电聚合物作为第二介质层6;沉积介电常数为3左右的聚乙稀醇肉桂酸酯作为第一介质层5;打印Ag作为源电极2和漏电极3;沉积有机小分子(TIPS-pentacene)和聚合物材料(Polystyrene)组成的共混体系半导体作为有机半导体层4。该器件制备工艺均为溶液法加工，也就是说可以采用印刷工艺进行制备。
[0041]图5所示为所述基于有机薄膜晶体管的温度传感器中具有高介电常数的栅介质层的电容-温度(在20Hz测试条件)依赖曲线，很好地展示了电容呈现对温度敏感的特性，而且具有很好的响应恢复特性；图6所示为所述基于有机薄膜晶体管的温度传感器中栅介质层温度变化范围为从30°C至40°C时的电容-温度(在20Hz测试条件)依赖曲线。
[0042]本发明的实施例的温度传感器性能表现如图7所示，在22°C至38°C温度变化范围内传感器的漏端输出电流对温度具有很好响应恢复特性。
【主权项】
1.一种基于有机薄膜晶体管的温度传感器，其特征在于，所述温度传感器的器件工作电压低于5V且无电学迟滞效应，包括衬底、源电极、漏电极、有机半导体层、栅介质层和栅电极，所述栅介质层具有大电容值且对温度敏感，该栅介质层的电容大于lOOnF/cm2。2.根据权利要求1所述的基于有机薄膜晶体管的温度传感器，其特征在于，所述的栅介质层由具有低介电常数的第一介质层和具有高介电常数的第二介质层叠加而成，所述第一介质层紧邻所述有机半导体层，并且置于该有机半导体层与所述第二介质层之间，所述第二介质层置于所述栅电极与所述第一介质层之间。3.根据权利要求2所述的基于有机薄膜晶体管的温度传感器，其特征在于，所述的第一介质层的介电常数小于3。4.根据权利要求2所述的基于有机薄膜晶体管的温度传感器，其特征在于，所述的第二介质层常温下的介电常数高于55，且在一定温度范围内具有介电常数对温度敏感的特性。5.根据权利要求2所述的基于有机薄膜晶体管的温度传感器，其特征在于，所述的第二介质层为弛豫铁电聚合物材料，在一定温度范围内没有铁电效应。6.根据权利要求1所述的基于有机薄膜晶体管的温度传感器，其特征在于，所述的有机薄膜晶体管既是开关器件，又是温度信号转换器。7.根据权利要求1所述的基于有机薄膜晶体管的温度传感器，其特征在于，所述的温度传感器采用顶栅底接触型结构，自下而上依次第一层为所述衬底，第二层为所述源电极和漏电极，第三层为置于所述源电极与漏电极之间的所述有机半导体层，第四层为栅介质层，第五层为所述栅电极。8.根据权利要求1所述的基于有机薄膜晶体管的温度传感器，其特征在于，所述的温度传感器采用底栅底接触型结构，自下而上依次第一层为所述衬底，第二层为所述栅电极，第三层为栅介质层，第四层为所述源电极和漏电极，第五层为置于所述源电极与漏电极之间的所述有机半导体层。9.一种权利要求8所述基于有机薄膜晶体管的温度传感器的制备方法，其特征在于，采用溶液法加工，包括:在所述衬底上打印出所述栅电极，再依次沉积出第二介质层和第一介质层构成所述栅介质层，之后在所述第一介质层上分别打印出所述源电极和漏电极，最后在所述源电极与漏电极之间沉积形成有机半导体层。10.—种权利要求7所述基于有机薄膜晶体管的温度传感器的制备方法，其特征在于，在所述衬底上制作所述源电极和漏电极，在所述源电极与漏电极之间沉积形成所述有机半导体层，再在该有机半导体层上依次沉积出第一介质层和第二介质层构成所述栅介质层，最后在所述第二介质层上沉积所述栅电极。
【专利摘要】一种基于有机薄膜晶体管的温度传感器，其器件工作电压低于5V且无电学迟滞效应，包括衬底、源电极、漏电极、有机半导体层、栅介质层和栅电极，所述栅介质层具有大电容值且对温度敏感，其电容大于100nF/cm2，该栅介质层由具有低介电常数的第一介质层和具有高介电常数的第二介质层叠加而成，其中第一介质层紧邻有机半导体层，并且置于该有机半导体层与第二介质层之间，第二介质层置于栅电极与第一介质层之间。本发明工作时操作电压低，便于与光伏电池、纸电池、无线电波等电源系统集成，具有响应快、功耗小、柔韧性好、可大面积加工、制造成本低、产品周期短等优点，尤其在电子皮肤领域具有广阔的应用前景。
【IPC分类】H01L51/05, H01L51/40, H01L51/10
【公开号】CN105552226
【申请号】CN201610037433
【发明人】郭小军, 唐伟, 陈苏杰, 赵家庆
【申请人】上海交通大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月20日