[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

本公開提供了一種薄膜晶體管、傳感器、生物檢測裝置和方法，涉及傳感器技術領域。該薄膜晶體管包括：襯底；在該襯底上的第一柵極；在該襯底上覆蓋該第一柵極的第一電介質層；在該第一電介質層的背離第一柵極的一側的源極、漏極和半導體層，該源極和該漏極分別與該半導體層連接；覆蓋該半導體層的第二電介質層，該第二電介質層的材料為固態電解質材料；以及在該第二電介質層的背離半導體層的一側的第二柵極。本公開的薄膜晶體管具有高的檢測靈敏度。

技術領域

本公開涉及傳感器技術領域，特別涉及一種薄膜晶體管、傳感器、生物檢測裝置和方法。

背景技術

相關技術中，電解質柵介質已經逐漸引起了廣泛的關注。電解質柵介質內部的可移動離子可以在較小的柵壓下，在電解質和有源層的界面形成雙電層，從而產生巨大的電容。因此，以電解質作為柵介質的TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶體管)和傳統TFT相比，前者對柵極施壓更加敏感。但是，由于電解質多為液態，很難與固態器件相匹配且穩定性較差，而且制備工藝無法和量產技術匹配，因此電解質器件并沒有得到廣泛的應用和量產。隨著技術的發展，固態電解質材料逐漸被開發出來。但是，基于固態電解質傳感器的器件結構還沒有實現量產和應用。

發明內容

本公開的實施例解決的一個技術問題是：提供一種基于固態電解質材料的薄膜晶體管。

根據本公開實施例的一個方面，提供了一種薄膜晶體管，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；以及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。

可選地，所述薄膜晶體管還包括：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；和第二端口層，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。

可選地，所述薄膜晶體管還包括：覆蓋所述第二柵極和所述第二端口層的覆蓋層。

可選地，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。

可選地，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。

根據本公開實施例的另一個方面，提供了一種傳感器，包括：如前所述的薄膜晶體管。

可選地，所述傳感器還包括：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。

可選地，所述傳感器還包括：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。

根據本公開實施例的另一個方面，提供了一種生物檢測裝置，包括：如前所述的薄膜晶體管或者如前所述的傳感器。

根據本公開實施例的另一個方面，提供了一種薄膜晶體管的制造方法，包括：在襯底上形成第一柵極；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；以及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。

可選地，所述制造方法還包括：在形成第一柵極的過程中，還在所述襯底上形成第一端口層，所述第一端口層與所述第一柵極間隔開；和在形成第二柵極的過程中，還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。