[发明专利]薄膜晶体管

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管，尤其涉及一种基于碳纳米管的薄膜晶体 管。

背景技术

薄膜晶体管（Thin Film Transistor,TFT）是现代微电子技术中的一种关 键性电子元件，目前已经被广泛的应用于平板显示器等领域。薄膜晶体管主 要包括栅极、绝缘层、半导体层、源极和漏极。其中，源极和漏极间隔设置 并与半导体层电连接，栅极通过绝缘层与半导体层及源极和漏极间隔绝缘设 置。所述半导体层位于所述源极和漏极之间的区域形成一沟道区域。薄膜晶 体管中的栅极、源极、漏极均由导电材料构成，该导电材料一般为金属或合 金。当在栅极上施加一电压时，与栅极通过绝缘层间隔设置的半导体层中的 沟道区域会积累载流子，当载流子积累到一定程度，与半导体层电连接的源 极漏极之间将导通，从而有电流从源极流向漏极。

现有技术中的薄膜晶体管半导体层的材料为非晶硅、多晶硅或有机半导 体聚合物等，绝缘层的材料为氮化硅等绝缘材料，源极、漏极及栅极为导电 金属层(R.E.I.Schropp,B.Stannowski,J.K.Rath,New challenges in thin film  transistor research,Journal of Non-Crystalline Solids,299-302,1304-1310 (2002))。然而采用金属层形成的源极、漏极及栅极具有机械性能不好等缺点， 并且当用于柔性薄膜晶体管时，金属层在多次使用后由于基板的弯折易脱落 和损坏，从而容易导致薄膜晶体管的耐用性差，寿命较短。另外，采用金属 层形成的源极、漏极及栅极耐高温性能不好，在较高的温度下金属融化导致 薄膜晶体管结构破坏。

综上所述，确有必要提供一种薄膜晶体管，该薄膜晶体管具有较高的载 流子迁移率，较高的响应速度，以及较好的柔韧性及耐高温性能。

发明内容

一种薄膜晶体管，包括一源极、一漏极、一半导体层及一栅极，该漏极 与该源极间隔设置，该半导体层与该源极和漏极电连接，该栅极通过一绝缘 层与该半导体层、源极及漏极绝缘设置，其中，该栅极、源极和/或漏极包括 一碳纳米管层，该碳纳米管层包括多个碳纳米管。

本技术方案实施例提供的采用金属性碳纳米管层作为源极、漏极和/或栅 极的薄膜晶体管具有以下优点：其一，金属性碳纳米管的优异的力学特性使 得金属性碳纳米管层具有很好的韧性和机械强度，故，采用金属性碳纳米管 层代替现有的金属层作源极、漏极和栅极，可以相应的提高薄膜晶体管的耐 用性，尤其适用于柔性薄膜晶体管；其二，由于金属性碳纳米管层中的碳纳 米管的结构在高温下不会受到影响，故采用金属性碳纳米管层的源极、漏极 和栅极在高温下能够正常工作，使薄膜晶体管具有很好的耐高温性能；其三， 由于金属性碳纳米管具有良好的导电性能，并且在所述的金属性碳纳米管层 中均匀分布，故，采用上述的金属性碳纳米管层作源极、漏极和栅极，可使 得源极、漏极和栅极具有均匀的阻值分布及较好的导电性能。

附图说明

图1是本技术方案第一实施例薄膜晶体管的剖视结构示意图。

图2是本技术方案第一实施例薄膜晶体管中金属性碳纳米管薄膜的扫描 电镜照片。

图3是本技术方案第一实施例工作时的薄膜晶体管的结构示意图。

图4是本技术方案第二实施例薄膜晶体管的剖视结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图详细说明本技术方案实施例提供的薄膜晶体管。

请参阅图1，本技术方案第一实施例提供一种薄膜晶体管10，该薄膜晶 体管10为顶栅型，其包括一半导体层140、一源极151、一漏极152、一绝 缘层130及一栅极120。所述薄膜晶体管10形成在一绝缘基板110表面。

上述半导体层140设置于上述绝缘基板110表面。上述源极151及漏极 152间隔设置于上述半导体层140表面。上述绝缘层130设置于上述半导体 层140表面。上述栅极120设置于上述绝缘层130表面，并通过该绝缘层130 与该半导体层140及源极151和漏极152绝缘设置。所述半导体层140位于 所述源极151和漏极152之间的区域形成一沟道156。