[發明專利]一種垂直溝道結構雙電層薄膜晶體管及其制備方法

在審

• 申請號: 201710581052.6
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107611180A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 劉玉榮
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/51;H01L21/34
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種垂直溝道結構的雙電層薄膜晶體管，其特征在于：自下而上依次包括襯底（1）、柵電極層（2）、電解質柵介質層（3）、源電極層（4）、半導體溝道層（5）、漏電極（6），所述柵電極層（2）設置于所述襯底（1）之上；所述電解質柵介質層（3）設置于柵電極層的之上；所述源電極層（4）設置于電解質柵介質層之上；所述半導體溝道層（5）設置于源電極層的上方；所述漏電極（6）設置于半導體溝道層之上。

2.根據權利要求1所述垂直溝道結構的雙電層薄膜晶體管，其特征在于：所述電解質柵介質層部分覆蓋柵電極層；所述源電極層完全覆蓋電解質柵介質層；所述半導體溝道層部分覆蓋源電極層；所述漏電極層完全覆蓋半導體溝道層。

3.根據權利要求1所述垂直溝道結構的雙電層薄膜晶體管，其特征在于：所述電解質柵介質層的厚度為1~5微米，所述電解質柵介質層為能形成雙電層效應的無機絕緣介質膜或聚離子有機電解質。

4.根據權利要求1所述垂直溝道結構的雙電層薄膜晶體管，其特征在于：所述半導體溝道層的厚度為 30~60 納米，所述半導體溝道層為無機或有機半導體薄膜。

5.根據權利要求 1 所述垂直溝道結構的雙電層薄膜晶體管，其特征在于 ：所述柵電極層、源電極層和漏電極的材料為 Al、Cu、Ag、Au 或 ITO 導電薄膜中的一種。

6.根據權利要求 1 所述垂直溝道結構的雙電層薄膜晶體管，其特征在于 ：所述柵電極層的厚度為80~100納米；所述源電極層厚度小于20納米，且具有多孔結構；所述漏電極層厚度為100~200納米。

7.根據權利要求 1 所述垂直溝道結構的雙電層薄膜晶體管，其特征在于 ：所述襯底為玻璃襯底或者塑料襯底。

8.制備權利要求1~7任一項所述垂直溝道結構的雙電層薄膜晶體管的方法，其特征在于包括以下步驟：

(1) 在襯底上沉積導電薄膜作為柵電極層；

(2) 在柵電極層上沉積具有雙電層效應的電解質材料作為柵介質層；

(3) 在柵介質層上沉積一層超薄多孔結構導電薄膜作為源電極層；

(4) 在源電極層上沉積半導體薄膜，形成半導體溝道層；

(5) 在半導體溝道層上沉積一層導電薄膜作為漏電極。