量子点发光场效应晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术适用于半导体技术领域，提供了一种量子点发光场效应晶体管及其制备方法。所述量子点发光场效应晶体管，包括一栅极，所述栅极在一侧凸出形成栅极凸台；设置在所述栅极上的绝缘层，且所述绝缘层不与所述栅极凸台接触；设置在所述绝缘层上与所述栅极凸台相对的一侧的源极；设置在所述绝缘层与所述源极相连的碳纳米管层；设置在所述碳纳米管层上的半导体层，且所述半导体层不与所述源极接触；以及依次层叠设置在所述半导体层上的量子点发光层和漏极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体
，尤其涉及一种。
技术介绍
量子点发光二极管(QLED)是一种以纳米尺度的量子点作为发光材料的高性能发光器件，它在显示领域有着巨大的潜在应用价值。QLED包括量子点发光层和电极，为了实现高性能的量子点电致发光，通常还设置有其它辅助功能层帮助载流子高效注入到量子点中，它们分别是载流子注入层(电子注入、空穴注入)和传输层(电子传输、空穴传输)，图1(a)所示为一个典型的QLED器件结构，其中，I’ -7’分别为阳极、空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层、电子注入层和阴极。为了能够利用QLED显示各种颜色、各种形状的图案，红、绿、蓝三色QLED会以像素的形式被集成在制备有场效应晶体管(FET)阵列的背板上，通过FET来控制QLED。图1(b)给出了典型的底接触型场效应晶体管示意图(8’ -13’依次为衬底、栅极、绝缘层、半导体层、源极和漏极)，由于FET是一种三电极器件，通过调节源漏极之间电压和栅极电压的大小均能在一定程度上控制器件的性能。尽管将QLED和FET制作在同一衬底上直接用FET驱动QLED是目前主流的技术，但是，一方面，这种方法的制备工艺十分复杂，制作成本非常高昂；另一方面，由于传统QLED中发光量子点的的价带普遍非常深(-6.5一-7.0eV)，导致了空穴注入势皇非常大，不利于高效QLED器件的获得。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种量子点发光场效应晶体管，旨在解决现有技术将QLED和FET制作在同一衬底上直接用FET驱动QLED导致的制备工艺复杂、制作成本高的问题，以及由此获得的QLED器件由于空穴注入势皇大导致发光效率低的问题。本专利技术的另一目的在于提供一种量子点发光场效应晶体管的制备方法。本专利技术是这样实现的，一种量子点发光场效应晶体管，包括一栅极，所述栅极在一侧凸出形成栅极凸台；设置在所述栅极上的绝缘层，且所述绝缘层不与所述栅极凸台接触；设置在所述绝缘层上与所述栅极凸台相对的一侧的源极；设置在所述绝缘层与所述源极相连的碳纳米管层；设置在所述碳纳米管层上的半导体层，且所述半导体层不与所述源极接触；以及依次层叠设置在所述半导体层上的量子点发光层和漏极。以及，一种量子点发光场效应晶体管的制备方法，包括以下步骤:提供一栅极，且所述栅极在一侧凸出形成栅极凸台；在所述栅极上沉积绝缘层；在所述绝缘层上与所述栅极凸台相对的一侧沉积源极；在所述绝缘层上沉积一层与所述源极相连的碳纳米管层；在所述碳纳米管层上依次沉积半导体层、量子点发光层和漏极。本专利技术提供的量子点发光场效应晶体管，将QLED发光和有机场效应晶体管控制两个功能集中在一个器件(量子点发光场效应晶体管)上，可以通过调节栅极电压大小来调控沟道中载流子的数目，进而控制QLED中的电致发光。具体的，一方面，通过栅极电压和源、漏极电压之间的配合调控，可以使导电沟道内可以产生大量的空穴，从而有利于克服空穴传输层与量子点发光层之间的能量势皇，提升QLED的发光效率，延长器件的使用寿命。另一方面，本专利技术所述量子点发光场效应晶体管中，电子和空穴在量子点发光层相遇后通过辐射复合发光，在发光的过程中，器件的发光亮度等关键参数既可以通过栅极电压的大小控制，也可以由源、漏极电压控制。从而可以更好地控制QLED中载流子的注入，提尚载流子的平衡性，进而提尚器件的性能。此外，本专利技术提供的量子点发光场效应晶体管，将发光和控制两个功能集中在一个器件上简化了器件的制备流程、降低了生产成本，而且减少了能量的消耗，提高了能量利用率。本专利技术提供的量子点发光场效应晶体管的制备方法，将QLED发光和有机场效应晶体管控制两个功能集中在一个器件(量子点发光场效应晶体管)上，与原本分别制备QLED和有机场效应晶体管比较，大幅简化了器件的制备流程、降低了生产成本，而且减少了能量的消耗，提高了能量利用率。【附图说明】图1是现有技术提供的典型的QLED器件和底接触型场效应晶体管的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的量子点发光场效应晶体管的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的P沟道量子点发光场效应晶体管的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的N沟道量子点发光场效应晶体管的结构示意图。【具体实施方式】为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。结合图2-4，本专利技术实施例提供了一种量子点发光场效应晶体管，包括一栅极1，所述栅极I在一侧凸出形成栅极凸台101 ;设置在所述栅极I上的绝缘层2，且所述绝缘层2不与所述栅极凸台101接触；设置在所述绝缘层2上与所述栅极凸台101相对的一侧的源极3 ;设置在所述绝缘层2与所述源极3相连的碳纳米管层4 ;设置在所述碳纳米管层4上的半导体层5，且所述半导体层5不与所述源极3接触；以及依次层叠设置在所述半导体层5上的量子点发光层8和漏极11，如图2所示。本专利技术实施例中，为了实现高性能的量子点电致发光，作为优选实施例，所述量子点发光场效应晶体管还包括空穴注入层6、空穴传输层7、电子传输层9和电子注入层10中的至少一层。作为最佳实施例，所述量子点发光场效应晶体管中同时包括空穴注入层6、空穴传输层7、电子传输层9和电子注入层10。其中所述空穴注入层6、空穴传输层7、电子传输层9和电子注入层10的设置方法为本领域内常规设置方式。本专利技术实施例中，所述半导体层5的材料可以选用P型半导体材料或N型半导体材料。根据所述半导体层5的材料选择，可以对应获得P沟道量子点发光场效应晶体管或N沟道量子点发光场效应晶体管。作为一个具体优选实施例，所述P沟道量子点发光场效应晶体管除了包括所述栅极1、绝缘层2、源极3、碳纳米管层4、半导体层5、量子点发光层8和漏极11外，还包括空穴注入层6、空穴传输层7、电子传输层9和电子注入层10，且所述空穴注入层6、空穴传输层7依次层叠设置在所述半导体层5上，所述电子传输层9和电子注入层10依次层叠设置在所述量子点发光层8上，如图3所示。其中，所述半导体层5为P型半导体材料层，所述源极3由阳极材料制成，所述漏极11、所述栅极I由阴极材料制成。优选的所述P沟道量子点发光场效应晶体管中，所述源极3(阳极)接地，给所述栅极I 一个负电位，在所述栅极I和源极3电压(正负电压)的作用下，所述半导体层5会感应当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种量子点发光场效应晶体管，其特征在于，包括一栅极，所述栅极在一侧凸出形成栅极凸台；设置在所述栅极上的绝缘层，且所述绝缘层不与所述栅极凸台接触；设置在所述绝缘层上与所述栅极凸台相对的一侧的源极；设置在所述绝缘层与所述源极相连的碳纳米管层；设置在所述碳纳米管层上的半导体层，且所述半导体层不与所述源极接触；以及依次层叠设置在所述半导体层上的量子点发光层和漏极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖标，付东，闫晓林，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44