[發明專利]薄膜晶體管、傳感器、生物檢測裝置和方法

有效

• 申請號: 201810371909.6
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108847424B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 馬嘯塵
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L21/336;G01N27/414
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 李浩;王莉莉

1.一種薄膜晶體管，包括：

襯底；

在所述襯底上的第一柵極；

在所述襯底上覆蓋所述第一柵極的第一電介質層；

在所述第一電介質層的背離所述第一柵極的一側的源極、漏極和半導體層，所述源極和所述漏極分別與所述半導體層連接；

覆蓋所述半導體層的第二電介質層，所述第二電介質層的材料為固態電解質材料；

在所述第二電介質層的背離所述半導體層的一側的第二柵極；

第一端口層，在所述襯底的上方，所述第一端口層與所述第一柵極間隔開；

第二端口層，與所述第二柵極連接，所述第二端口層在所述第一電介質層的背離所述第一端口層的一側；以及

覆蓋所述第二柵極和所述第二端口層的覆蓋層。

2.根據權利要求1所述的薄膜晶體管，其中，

所述固態電解質材料包括有機聚合電解質材料和無機電解質材料的至少一種。

3.根據權利要求1所述的薄膜晶體管，其中，

所述半導體層覆蓋所述源極和所述漏極；

或者，

所述源極和所述漏極覆蓋所述半導體層。

4.一種傳感器，包括：如權利要求1至3任意一項所述的薄膜晶體管。

5.根據權利要求4所述的傳感器，還包括：探測單元，所述探測單元包括：

與所述薄膜晶體管的第一端口層電連接的第一探測部；和

與所述薄膜晶體管的第二端口層電連接的第二探測部。

6.根據權利要求4所述的傳感器，還包括：

與所述薄膜晶體管的襯底相對設置的且位于所述第二柵極上方的蓋板；和

在所述蓋板與所述襯底之間的封裝部；

其中，所述蓋板、所述封裝部和所述薄膜晶體管圍成流道，所述薄膜晶體管的第一端口層和第二端口層分別與所述流道鄰接。

7.一種生物檢測裝置，包括：如權利要求1至3任意一項所述的薄膜晶體管或者如權利要求4至6任意一項所述的傳感器。

8.一種薄膜晶體管的制造方法，包括：

在襯底上形成第一柵極和第一端口層，所述第一端口層與所述第一柵極間隔開；

在所述襯底上形成覆蓋所述第一柵極的第一電介質層；

在所述第一電介質層的背離所述第一柵極的一側形成源極、漏極和半導體層，所述源極和所述漏極分別與所述半導體層連接；

形成覆蓋所述半導體層的第二電介質層，所述第二電介質層的材料為固態電解質材料；

在所述第二電介質層的背離所述半導體層的一側形成第二柵極，并形成與所述第二柵極連接的第二端口層，其中，所述第二端口層在所述第一電介質層的背離所述第一端口層的一側；以及

形成覆蓋所述第二柵極和所述第二端口層的覆蓋層。

9.根據權利要求8所述的制造方法，其中，形成所述源極、所述漏極和所述半導體層的步驟包括：

在所述第一電介質層的背離所述第一柵極的一側形成源極和漏極；和形成覆蓋所述源極和所述漏極的半導體層；

或者，

在所述第一電介質層的背離所述第一柵極的一側形成半導體層；和形成覆蓋所述半導體層的源極和漏極。

10.一種利用如權利要求1所述的薄膜晶體管檢測樣品的方法，包括：

對第一柵極施加調試電壓使得所述薄膜晶體管處于敏感工作區間；

將第一端口層和第二端口層分別與待檢測的樣品連接；

對所述第一端口層施加檢測電壓；以及

從所述源極或所述漏極獲取輸出電流，并根據所述輸出電流獲得所述樣品的檢測結果。

11.根據權利要求10所述的方法，在對第一柵極施加調試電壓之前，所述方法還包括：

獲得所述薄膜晶體管的敏感工作區間。

12.根據權利要求11所述的方法，其中，獲得所述敏感工作區間的步驟包括：

對所述第二柵極施加掃描電壓V_G；

從所述源極或所述漏極獲取電流I_D以獲得所述電流I_D與所述掃描電壓V_G的I_D-V_G特性曲線；以及

從所述I_D-V_G特性曲線中找到曲線斜率最大的電壓區間即為所述薄膜晶體管的敏感工作區間。