[发明专利]一种场效应晶体管及其制备方法

说明书

本发明提供了一种场效应晶体管及其制备方法，该方法包括通过含有黑磷纳米片或黑磷量子点的溶液在基板的上方形成有源层；形成与有源层接触的源极图案层和漏极图案层。通过这种方法，使用溶液法以黑磷纳米片或黑磷量子点为材料制备场效应晶体管中的有源层，制程简单降低生产成本，丰富了场效应晶体管的制备材料，减少了环境的污染及对金属元素的依赖性，同时采用石墨烯或碳纳米等碳材料制备源、漏极与顶栅图案层，可与黑磷有源层形成有效的欧姆接触，降低接触电阻。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种场效应晶体管及其制备方法。

背景技术

场效应晶体管是利用半导体的表面效应，以栅极电压控制半导体有源层表面的空穴与电子耗尽或积累，决定沟道的导通状况，实现开关功能。场效应晶体管因原理简单，工艺成熟，可靠性高，现已普遍应用于电子器件和集成电路的制造。场效应晶体管的性能受到工艺、制程、材料和器件结构等多个因素的影响，其中沟道材料和器件结构从根本上决定着场效应晶体管的迁移率和工作效率。.

二维纳米材料如石墨烯、过渡金属硫化物等，以其优异的物理和结构特性已经在电子、传感和光电器件等多领域表现出非凡的应用潜力。其中，石墨烯作为最具代表性的二维材料已经被广泛研究，它具有超高的载流子迁移率，但缺乏带隙却严重阻碍了石墨烯在半导体器件如场效应晶体管中的应用，而过渡金属硫化物中的二硫化钥具有明显的带隙，且在晶体管中表现出优异的开关比特性。然而，二硫化钥的结构缺陷可能会导致电子迁移率的降低，从而影响它的电学性能。因此，在石墨烯中引入带隙的方法被使用。

黑磷由于其优异的性能得到了科学界广泛关注，它有着类似但不同于石墨烯片层装结构的波形层状结构，并且具备石墨烯所没有的半导体间隙。更重要的是它的半导体带隙是直接带隙，即电子导电能带底部和非导电能带顶部在同一位置。因而被科学界认为是二维材料中的“超级材料”。同时由于量子限域效应，黑磷量子点具有比黑磷块体材料更优异的光电性能，可在广泛应用于光伏、晶体管领域得到广泛的应用。

发明内容

本发明主要是提供一种场效应晶体管及其制备方法，旨在解决如何使用黑磷纳米片或黑磷量子点制备场效应晶体管的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种场效应晶体管的制备方法，该方法包括通过含有黑磷纳米片或黑磷量子点的溶液在基板的上方形成有源层，所述有源层位于隔离层上所述隔离层为六甲基二硅胺或聚甲基丙烯酸甲酯；形成与所述有源层接触的源极图案层和漏极图案层；在基体上形成导电材料层并通过转印工艺将所述导电材料层转移至所述有源层上；通过等离子体光刻法对所述导电材料层图案化处理以形成所述源极图案层和所述漏极图案层，其中，所述导电材料为石墨烯或碳纳米的导电碳材料。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种场效应晶体管，该场效应晶体管包括在基板的上方形成的有源层，所述有源层包括黑磷纳米片或黑磷量子点，所述有源层位于隔离层上，所述隔离层为六甲基二硅胺或聚甲基丙烯酸甲酯；与所述有源层接触的源极图案层和漏极图案层，所述源极图案层和所述漏极图案层的形成方法为：在基体上形成导电材料层并通过转印工艺将所述导电材料层转移至所述有源层上；通过等离子体光刻法对所述导电材料层图案化处理以形成所述源极图案层和所述漏极图案层，其中，所述导电材料为石墨烯或碳纳米的导电碳材料。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过含有黑磷纳米片或黑磷量子点的溶液在基板的上方形成有源层；形成与有源层接触的源极图案层和漏极图案层的方法，使用黑磷纳米片或黑磷量子点为材料制备场效应晶体管中的有源层，丰富了场效应晶体管的制备材料，减少了现有技术中使用金属点膜层制备有源层时对环境的污染，同时降低了对金属元素的依赖性。

附图说明

图1是本发明提供的场效应晶体管的制备方法第一实施例的流程示意图；

图2是本发明提供的场效应晶体管第一实施例的结构示意图；