[发明专利]一种晶体管和晶体管阵列

说明书

本发明提供了一种晶体管，包括压电体、第一电极和第二电极，其中，所述第一电极和第二电极相对设置在所述压电体的两端，所述第一电极和/或第二电极用于对所述压电体施加应变或应力；所述压电体的材料在所述应变或应力作用下产生压电效应。相应地，本发明还提供一种晶体管阵列。在压电体的一端的电极施加应变、应力或者压强使压电体发生相应的形变，产生的压电电势可以对压电体材料和电极材料之间的界面势垒进行有效地调控，起到与场效应晶体管中栅极电压相似的作用。本发明的晶体管或晶体管阵列，可以应用在微纳机电系统、纳米机器人、人机交互界面和可弯曲传感器等领域。

技术领域

本发明涉半导体器件领域，特别是涉及一种应用在微纳机电系统、纳米机器人、人机交互界面和可弯曲传感器等领域的晶体管和晶体管阵列。

背景技术

传统的基于半导体纳米线的电子器件中研究最多的是单沟道场效应晶体管（FET），其结构示意图参见图1，其中源极1和漏极2位于纳米线的两端，缠绕纳米线的栅极3施加电压在纳米线沟道上。在源极1和漏极2之间加一个外加电压V_DS，半导体器件中的载流子输运过程通过栅极电压来调控或触发。这种基于半导体纳米线的单沟道场效应晶体管，虽然利用了半导体纳米线控制器件中的载流子输运过程，但是，与传统的单沟道场效应晶体管的工作原理一样，仍然需要在栅极施加电压。因此，现有的基于半导体纳米线的单沟道场效应晶体管的结构较复杂，在集成电路领域例如触摸板上使用时，其设计和制造难度较高或不可实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用压电材料在受应力、应变作用下产生压电电势对界面处载流子输运进行调控的压电电子学晶体管，可以方便地进行器件集成。

为实现上述目的，本发明提供一种晶体管，包括压电体、第一电极和第二电极，其中，

所述第一电极和第二电极相对设置在所述压电体的两端，所述第一电极和/或第二电极用于对所述压电体施加应变或应力；

所述压电体的材料在所述应变或应力作用下产生压电效应。

优选地，所述压电体为压电薄膜或一维压电结构，所述第一电极和第二电极的连线基本平行于所述压电薄膜的表面或一维压电材料；

优选地，所述压电体为一个或多个平行排列的一维压电结构，所述第一电极和第二电极相对设置在所述一维压电结构的两端。

优选地，所述一维压电结构包括压电纳米线、纳米丝、纳米棒、纳米柱或纳米带。

优选地，所述晶体管还包括封装层，所述压电体被封装在所述封装层中。

优选地，所述晶体管设置在基底上，所述第一电极和第二电极的连线基本平行于所述基底。

优选地，所述压电体为多个平行排列的一维压电结构，所述一维压电结构的轴线基本平行于所述基底表面。

优选地，所述压电体为压电薄膜，所述压电薄膜平行于所述基底，或者与所述基底之间有一夹角。

优选地，所述晶体管还包括封装层，所述压电体被封装在所述封装层中；所述第一电极和/或第二电极被封装在所述封装层中。

优选地，所述晶体管设置在基底上，所述第一电极和第二电极的连线基本垂直于所述基底。

优选地，所述压电体为一个或多个平行排列的一维压电结构，所述一维压电结构的轴线基本垂直于所述基底表面。

优选地，所述压电体为压电薄膜，所述压电薄膜表面基本垂直于所述基底表面。

优选地，所述晶体管还包括封装层，所述压电体被封装在所述封装层中；所述第一电极和/或第二电极被封装在所述封装层中。

优选地，所述压电体的材料为纤锌矿结构的材料、闪锌矿结构的材料、铌酸锂结构的材料或具有半导体性能的材料。