本發(fā)明涉及一種電子器件，具體涉及一種只有敏感膜暴露在外面的基于有機薄膜晶體管反相器的傳感器，屬于有機電子器件技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

有機薄膜晶體管(Organic thin-film transistor)相對于傳統(tǒng)的無機晶體管而言，器件的機械柔韌性更加優(yōu)異，加工成本更加低廉，對低成本、便攜式傳感器的應(yīng)用具有十足的吸引力，有望成為物聯(lián)網(wǎng)時代十分重要的器件技術(shù)之一。近年來，基于有機薄膜晶體管的傳感器相繼被開發(fā)出來，用以實現(xiàn)溫度、化學(xué)離子、生物分子、人體生命特征信息等多種檢測用途。為滿足傳感器對外界目標(biāo)檢測物的檢測需要將有機半導(dǎo)體暴露出來，這使得其他功能電路(如負(fù)載電路、信號放大電路、轉(zhuǎn)換電路等)的有機半導(dǎo)體在工藝制作過程中同樣被暴露出來。但是，一方面，由于有機半導(dǎo)體材料的性能受環(huán)境干擾大，導(dǎo)致這些配套的功能電路因有機半導(dǎo)體暴露而具有較差的穩(wěn)定性；另一方面，基于單一有機薄膜晶體管器件的傳感器在正常工作時需要保持在常開的狀態(tài)，因而不可避免的帶來過高的功耗。因此，為了提高基于有機薄膜晶體管的傳感器的工作穩(wěn)定性以及降低器件過高的功耗，有必要提出一種新的器件結(jié)構(gòu)解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有的基于有機薄膜晶體管的傳感器工作穩(wěn)定性較差以及功耗較高的不足，本發(fā)明提供一種基于有機薄膜晶體管反相器的傳感器，其不僅能用來實現(xiàn)多種傳感功能，而且具有非常低的功耗和優(yōu)異的穩(wěn)定性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于有機薄膜晶體管反相器的傳感器，包括電接觸端子以及設(shè)置于襯底之上的第一有機薄膜晶體管和第二有機薄膜晶體管，所述第一有機薄膜晶體管作為負(fù)載元件，采用頂柵底接觸型結(jié)構(gòu)，所述第二有機薄膜晶體管作為傳感元件，采用底柵底接觸型結(jié)構(gòu)，該第一有機薄膜晶體管和第二有機薄膜晶體管公用同一柵絕緣層，組成互補反相器，所述電接觸端子與所述第一有機薄膜晶體管連接。

進一步地，所述的第一有機薄膜晶體管由下而上依次為第一有機薄膜晶體管源極/第二有機薄膜晶體管漏極、第一有機薄膜晶體管有機半導(dǎo)體、柵絕緣層和第一有機薄膜晶體管柵極；所述第二有機薄膜晶體管由下而上依次為第二有機薄膜晶體管柵極、柵絕緣層、第二有機薄膜晶體管源極/第二有機薄膜晶體管漏極和第二有機薄膜晶體管有機半導(dǎo)體；所述第一有機薄膜晶體管的源極與所述電接觸端子連接。

進一步地，所述第二有機薄膜晶體管有機半導(dǎo)體經(jīng)過修飾作為敏感膜，暴露在外面，以實現(xiàn)不同的傳感應(yīng)用。

進一步地，所述第一有機薄膜晶體管源極、第一有機薄膜晶體管漏極和第二有機薄膜晶體管柵極處于結(jié)構(gòu)的同一層，所述第一有機薄膜晶體管柵極、第二有機薄膜晶體管源極和第二有機薄膜晶體管漏極處于結(jié)構(gòu)的同一層。

進一步地，所述第一有機薄膜晶體管漏極與第二有機薄膜晶體管漏極相連，所述第一有機薄膜晶體管柵極與第二有機薄膜晶體管柵極相連，構(gòu)成互補反相器結(jié)構(gòu)。

進一步地，所述第一有機薄膜晶體管有機半導(dǎo)體采用p型有機半導(dǎo)體，所述第二薄膜晶體管有機半導(dǎo)體采用n型有機半導(dǎo)體，所述電接觸端子作為電源端，所述第二有機薄膜晶體管源極作為接地端，所述第一有機薄膜晶體管柵極作為輸入端，所述第二有機薄膜晶體管漏極作為輸出端。

進一步地，所述第一有機薄膜晶體管有機半導(dǎo)體采用n型有機半導(dǎo)體，所述第二薄膜晶體管有機半導(dǎo)體采用p型有機半導(dǎo)體，所述電接觸端子作為接地端，所述第二有機薄膜晶體管源極作為電源端，所述第一有機薄膜晶體管柵極作為輸入端，所述第二有機薄膜晶體管漏極作為輸出端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：器件工作穩(wěn)定好，功耗低；器件結(jié)構(gòu)簡單，加工工序簡化，制造成本低。所述第一有機薄膜晶體管和第二有機薄膜晶體管構(gòu)成互補型結(jié)構(gòu)的反相器，其靜態(tài)功耗幾乎為零，從而大大降低了傳感器的功耗；此外僅有作為傳感元件的第二有機薄膜晶體管有機半導(dǎo)體被暴露在外面，并且被設(shè)計和修飾實現(xiàn)各類傳感功能，而作為負(fù)載元件的第一有機薄膜晶體管有機半導(dǎo)體被結(jié)構(gòu)保護而避免與外界環(huán)境接觸，從而提高了傳感器的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的器件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的A-A剖視圖。

圖3是圖1的B-B剖視圖。

圖中，001-襯底，002-柵絕緣層，101-第一有機薄膜晶體管柵極，102-第一有機薄膜晶體管源極，103-第一有機薄膜晶體管漏極，104-第一有機薄膜晶體管有機半導(dǎo)體，201-第二有機薄膜晶體管柵極，202-第二有機薄膜晶體管源極，203-第二有機薄膜晶體管漏極，204-第二有機薄膜晶體管有機半導(dǎo)體，301-第一通孔，302-第二通孔，303-第三通孔，401-電接觸端子。

具體實施方式

為更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。由于所述實施例為較佳實施方式，下面的描述僅以說明本發(fā)明的一般原則為目的，而不是用以限定本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明由一個p型有機薄膜晶體管和一個n型有機薄膜晶體管構(gòu)成一個有機互補反相器，其中一個有機薄膜晶體管采用有機半導(dǎo)體層暴露在外面的底柵底接觸型結(jié)構(gòu)，以作為傳感元件，另外一個有機薄膜晶體管采用有機半導(dǎo)體層埋在柵絕緣層下面的頂柵底接觸型結(jié)構(gòu)，以作為負(fù)載元件，兩有機薄膜晶體管公用同一柵絕緣層。這種有機薄膜晶體管差異化的結(jié)構(gòu)，使得傳感元件的半導(dǎo)體被暴露在外面，從而被設(shè)計和修飾實現(xiàn)各類傳感功能，而負(fù)載元件的半導(dǎo)體被保護，而避免了與外界環(huán)境接觸，從而提高了傳感器的穩(wěn)定性。此外，兩個有機薄膜晶體管恰好構(gòu)成互補型結(jié)構(gòu)的反相器，其靜態(tài)功耗幾乎為零，從而大大降低了傳感器的功耗。

參照圖1所示，圖示基于有機薄膜晶體管反相器的傳感器包括電接觸端子401以及設(shè)置于襯底001之上的第一有機薄膜晶體管和第二有機薄膜晶體管。

請參閱圖2，所述第一有機薄膜晶體管由依次由下而上堆疊的第一有機薄膜晶體管源極102和第一有機薄膜晶體管漏極103(處于同一層)、第一有機薄膜晶體管有機半導(dǎo)體104、柵絕緣層002以及第一有機薄膜晶體管柵極101構(gòu)成，形成頂柵底接觸型有機薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，作為負(fù)載元件。

所述第二有機薄膜晶體管由依次由下而上堆疊的第二有機薄膜晶體管柵極201、柵絕緣層002、第二有機薄膜晶體管源極202和第二有機薄膜晶體管漏極203(處于同一層)以及第二有機薄膜晶體管有機半導(dǎo)體204構(gòu)成，形成底柵底接觸型有機薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，作為傳感元件。該第二有機薄膜晶體管有機半導(dǎo)體204作為敏感膜暴露在外面，通過對它的設(shè)計和修飾實現(xiàn)不同的傳感應(yīng)用。

所述第一有機薄膜晶體管漏極103與第二有機薄膜晶體管漏極203通過通孔301相連，所述第一有機薄膜晶體管源極102通過通孔302與所述電接觸端子401相連，請參閱圖,3，所述第一有機薄膜晶體管柵極101與第二有機薄膜晶體管柵極201通過通孔303相連，所述負(fù)載元件和傳感元件采用同一柵絕緣層002，即所述第一有機薄膜晶體管和第二有機薄膜晶體管公用同一柵絕緣層002，從而所述負(fù)載元件和傳感元件組成互補型反相器。所述通孔301、通孔302和通孔303均穿過所述柵絕緣層002。

請參照圖2，所述第一有機薄膜晶體管源極102、第一有機薄膜晶體管漏極103和第二有機薄膜晶體管柵極201在器件結(jié)構(gòu)中處于同一層，因而可采用同一制作工藝；所述第一有機薄膜晶體管柵極101、第二有機薄膜晶體管源極202和第二有機薄膜晶體管漏極203在器件結(jié)構(gòu)中處于同一層，因而可采用同一制作工藝。因此簡化了加工工序，降低了制造成本。

在一個實施例中，所述第一有機薄膜晶體管有機半導(dǎo)體104采用p型有機半導(dǎo)體，所述第二薄膜晶體管有機半導(dǎo)體204采用n型有機半導(dǎo)體，所述電接觸端子401作為電源端，所述第二有機薄膜晶體管源極202作為接地端，所述第一有機薄膜晶體管柵極101作為輸入端，所述第二有機薄膜晶體管漏極203作為輸出端。

在另外一個實施例中，所述第一有機薄膜晶體管有機半導(dǎo)體104采用n型有機半導(dǎo)體，所述第二薄膜晶體管有機半導(dǎo)體204采用p型有機半導(dǎo)體，所述電接觸端子401作為接地端，所述第二有機薄膜晶體管源極202作為電源端，所述第一有機薄膜晶體管柵極101作為輸入端，所述第二有機薄膜晶體管漏極203作為輸出端。