[發明專利]一種場效應晶體管及其制備方法

有效

• 申請號: 201710536785.8
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN107342228B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 謝華飛
• 申請（專利權）人: 深圳市華星光電半導體顯示技術有限公司
• 主分類號: H01L21/34
• 分類號: H01L21/34;H01L29/786;H01L29/24
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 袁江龍

本發明提供了一種場效應晶體管及其制備方法，該方法包括通過含有黑磷納米片或黑磷量子點的溶液在基板的上方形成有源層；形成與有源層接觸的源極圖案層和漏極圖案層。通過這種方法，使用溶液法以黑磷納米片或黑磷量子點為材料制備場效應晶體管中的有源層，制程簡單降低生產成本，豐富了場效應晶體管的制備材料，減少了環境的污染及對金屬元素的依賴性，同時采用石墨烯或碳納米等碳材料制備源、漏極與頂柵圖案層，可與黑磷有源層形成有效的歐姆接觸，降低接觸電阻。

技術領域

本發明涉及顯示技術領域，特別是涉及一種場效應晶體管及其制備方法。

背景技術

場效應晶體管是利用半導體的表面效應，以柵極電壓控制半導體有源層表面的空穴與電子耗盡或積累，決定溝道的導通狀況，實現開關功能。場效應晶體管因原理簡單，工藝成熟，可靠性高，現已普遍應用于電子器件和集成電路的制造。場效應晶體管的性能受到工藝、制程、材料和器件結構等多個因素的影響，其中溝道材料和器件結構從根本上決定著場效應晶體管的遷移率和工作效率。.

二維納米材料如石墨烯、過渡金屬硫化物等，以其優異的物理和結構特性已經在電子、傳感和光電器件等多領域表現出非凡的應用潛力。其中，石墨烯作為最具代表性的二維材料已經被廣泛研究，它具有超高的載流子遷移率，但缺乏帶隙卻嚴重阻礙了石墨烯在半導體器件如場效應晶體管中的應用，而過渡金屬硫化物中的二硫化鑰具有明顯的帶隙，且在晶體管中表現出優異的開關比特性。然而，二硫化鑰的結構缺陷可能會導致電子遷移率的降低，從而影響它的電學性能。因此，在石墨烯中引入帶隙的方法被使用。

黑磷由于其優異的性能得到了科學界廣泛關注，它有著類似但不同于石墨烯片層裝結構的波形層狀結構，并且具備石墨烯所沒有的半導體間隙。更重要的是它的半導體帶隙是直接帶隙，即電子導電能帶底部和非導電能帶頂部在同一位置。因而被科學界認為是二維材料中的“超級材料”。同時由于量子限域效應，黑磷量子點具有比黑磷塊體材料更優異的光電性能，可在廣泛應用于光伏、晶體管領域得到廣泛的應用。

發明內容

本發明主要是提供一種場效應晶體管及其制備方法，旨在解決如何使用黑磷納米片或黑磷量子點制備場效應晶體管的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種場效應晶體管的制備方法，該方法包括通過含有黑磷納米片或黑磷量子點的溶液在基板的上方形成有源層，所述有源層位于隔離層上所述隔離層為六甲基二硅胺或聚甲基丙烯酸甲酯；形成與所述有源層接觸的源極圖案層和漏極圖案層；在基體上形成導電材料層并通過轉印工藝將所述導電材料層轉移至所述有源層上；通過等離子體光刻法對所述導電材料層圖案化處理以形成所述源極圖案層和所述漏極圖案層，其中，所述導電材料為石墨烯或碳納米的導電碳材料。

為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是：提供一種場效應晶體管，該場效應晶體管包括在基板的上方形成的有源層，所述有源層包括黑磷納米片或黑磷量子點，所述有源層位于隔離層上，所述隔離層為六甲基二硅胺或聚甲基丙烯酸甲酯；與所述有源層接觸的源極圖案層和漏極圖案層，所述源極圖案層和所述漏極圖案層的形成方法為：在基體上形成導電材料層并通過轉印工藝將所述導電材料層轉移至所述有源層上；通過等離子體光刻法對所述導電材料層圖案化處理以形成所述源極圖案層和所述漏極圖案層，其中，所述導電材料為石墨烯或碳納米的導電碳材料。

本發明的有益效果是：區別于現有技術的情況，本發明通過含有黑磷納米片或黑磷量子點的溶液在基板的上方形成有源層；形成與有源層接觸的源極圖案層和漏極圖案層的方法，使用黑磷納米片或黑磷量子點為材料制備場效應晶體管中的有源層，豐富了場效應晶體管的制備材料，減少了現有技術中使用金屬點膜層制備有源層時對環境的污染，同時降低了對金屬元素的依賴性。

附圖說明

圖1是本發明提供的場效應晶體管的制備方法第一實施例的流程示意圖；

圖2是本發明提供的場效應晶體管第一實施例的結構示意圖；