[發明專利]薄膜晶體管及制造方法與應用方法

有效

• 申請號: 201710368636.5
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107293581B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 劉旸;葉志;曹臻;金傳洪
• 申請（專利權）人: 浙江大學;杭州雷賽微科技有限公司
• 主分類號: H01L29/417
• 分類號: H01L29/417;H01L21/336;H01L29/786
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 姚宇吉

1.一種薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，包括：

提供帶懸空絕緣材料薄膜的基底；

以所述懸空絕緣材料薄膜作為第一絕緣層；

在所述第一絕緣層的第一表面沉積導電材料薄膜以作為源區；

在所述第一絕緣層的第二表面沉積導電材料薄膜以作為漏區；

將在所述源區、所述第一絕緣層、以及所述漏區進行穿透，以形成孔狀；

沉積半導體材料薄膜以作為溝道，所述溝道連接所述源區與所述漏區，以形成第一納米級孔狀。

2.根據權利要求1 所述的制造方法，其特征在于，所述方法還包括在所述溝道表面沉積絕緣材料薄膜以作為第二絕緣層，以形成第二納米級孔狀。

3.根據權利要求1 所述的制造方法，其特征在于，所述源區和所述漏區的沉積厚度范圍都為1-200nm。

4.根據權利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述第一納米級孔狀或所述第二納米級孔狀的孔徑范圍為1-300nm 。

5.根據權利要求1 所述的制造方法，其特征在于，利用半導體材料薄膜制備所述溝道，在利用所述半導體材料薄膜形成所述溝道的同時或形成所述溝道之后還包括以下步驟：

對所述半導體材料薄膜進行n型或p型摻雜處理。

6.一種薄膜晶體管，其特征在于，包括帶懸空絕緣材料薄膜的基底、以所述懸空絕緣材料薄膜作為第一絕緣層，所述絕緣材料薄膜中心呈孔狀，位于所述第一絕緣層的第一表面上作為源區的導電材料薄膜、位于所述第一絕緣層的第二表面上作為漏區的導電材料薄膜、位于所述源區和所述漏區以及未被所述源區和漏區覆蓋的所述第一絕緣層表面上作為溝道的半導體材料薄膜，所述溝道的薄膜中心呈第一納米級孔狀。

7.根據權利要求6所述的薄膜晶體管，其特征在于，還包括位于所述溝道表面上作為第二絕緣層的絕緣材料薄膜，所述第二絕緣層薄膜中心呈第二納米級孔狀。

8.根據權利要求6所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述源區和所述漏區的厚度范圍都為1-200nm。

9.根據權利要求7所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述第一納米級孔狀或所述第二納米級孔狀的孔徑范圍為1-300nm。

10.根據權利要求6所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述源區未完全覆蓋所述第一絕緣層的第一表面，和/或所述漏區未完全覆蓋所述第一絕緣層的第二表面。

11.根據權利要求6所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述溝道包含一種或多種下述物質：氧化鋅、銦鎵鋅氧化物、氮化物、砷化物、磷化物、石墨烯、二硫化鉬、黑磷、有機半導體材料。

12.根據權利要求6所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述溝道含n型或p型摻雜。

13.根據權利要求6所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述溝道的沉積厚度范圍為2-300nm。

14.根據權利要求6所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述源區和漏區包含一種或多種下述物質：金屬薄膜、金屬線、金屬顆粒、銦錫氧化物、鋁鋅氧化物、鎵鋅氧化物、銦鋅氧化物、氮化鈦、石墨烯、碳納米管或線。

15.一種傳感器，其特征在于，包括上述權利要求6-14任一項所述的薄膜晶體管。

16.一種利用權利要求15所述的傳感器檢測待檢測物質電學特性的方法，其特征在于，包括以下步驟：

將所述傳感器中的薄膜晶體管浸沒在待檢測物質的離子溶液中；

在所述待檢測物質通過所述薄膜晶體管的納米孔時，檢測離子電流阻塞信號，和/或檢測所述薄膜晶體管的溝道電流信號；

根據所述離子電流阻塞信號和/或所述薄膜晶體管的溝道電流信號，計算所述待檢測物質的電學特性。