一种垂直沟道结构双电层薄膜晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种垂直沟道结构的双电层薄膜晶体管及其制备方法。所述薄膜晶体管自下而上依次包括衬底、栅电极层、电解质栅介质层、源电极层、半导体沟道层、漏电极，源电极层设置于电解质栅介质层的上方；半导体沟道层设置于源电极层的上方；漏电极设置于半导体沟道层的上方；源电极层为超薄多孔结构导电膜；电解质栅介质层采用具有双电层效应的电解质材料。本发明专利技术的薄膜晶体管通过采用垂直沟道结构，有效缩减沟道长度，从而提高漏极电流，降低工作电压。本发明专利技术可以有效增强薄膜晶体管的驱动能力、降低功耗，且具有工艺简单、成本低廉、易于集成等优势，有利于在柔性化、便携式、移动式、可穿戴式等低功耗电子系统及TFT集成传感器领域得到应用。

A double layer thin film transistor with vertical channel structure and its preparation method

The invention discloses a double layer thin film transistor with a vertical channel structure and a preparation method thereof. The thin film transistor includes a substrate, a gate electrode in the bottom layer, electrolyte gate dielectric layer, a source electrode layer, semiconductor channel layer, a drain electrode, a source electrode layer is arranged above the electrolyte gate dielectric layer; above the semiconductor channel layer is arranged on the source electrode layer; above the drain electrode is arranged on the semiconductor channel layer the source electrode layer is thin; porous conductive film; electrolyte gate dielectric layer with electrolyte double layer effect. The film transistor of the invention can effectively reduce the channel length by adopting the vertical channel structure, thus improving the leakage current and reducing the working voltage. The invention can effectively enhance the driving capability, a thin film transistor to reduce power consumption, and has the advantages of simple process, low cost, easy integration and other advantages, is conducive to the application in flexible, portable, mobile, wearable and other low power electronic system and TFT integrated sensor field.

【技术实现步骤摘要】
一种垂直沟道结构双电层薄膜晶体管及其制备方法
本专利技术属于半导体
，特别涉及一种垂直沟道结构的双电层薄膜晶体管及其制备方法。
技术介绍
近年来，薄膜晶体管(TFT)在随机存取存储器(RAM)、平板成像、太集成传感器，特别是在显示领域作为AMLCD和AMOLED的应用使其受到广泛的关注和研究。多年来，用于TFT的有源层半导体材料经历了由硅基到氧化物，甚至到有机物的转变，各类TFT的性能也得到不断地提高。近年来，以氧化锌为代表的氧化物TFT因其具有相对高的迁移率、透明度高、低温工艺等诸多优势，最有希望成为目前广为应用的硅基TFT的最佳替代者。对于TFT的诸多应用，为了达到更高的集成度，更大的电流密度，传统的手段主要通过减小TFT的沟道长度来实现，而垂直沟道结构的TFT因其沟道长度是由其半导体沟道层的厚度所决定，能轻易实现超短的沟道长度，并且不会象水平沟道TFT那样沟道长度受光刻工艺的限制。但常见的垂直沟道结构的TFT大都采用侧栅结构，需要多次光刻和掩膜，工艺复杂，产业化实现成本较高，不利于其在低端电子系统中广泛应用。另外，传统的TFT器件通常采用氧化物绝缘薄膜作为栅介质层，驱动电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直沟道结构的双电层薄膜晶体管，其特征在于：自下而上依次包括衬底（1）、栅电极层（2）、电解质栅介质层（3）、源电极层（4）、半导体沟道层（5）、漏电极（6），所述栅电极层（2）设置于所述衬底（1）之上；所述电解质栅介质层（3）设置于栅电极层的之上；所述源电极层（4）设置于电解质栅介质层之上；所述半导体沟道层（5）设置于源电极层的上方；所述漏电极（6）设置于半导体沟道层之上。

【技术特征摘要】
1.一种垂直沟道结构的双电层薄膜晶体管，其特征在于：自下而上依次包括衬底（1）、栅电极层（2）、电解质栅介质层（3）、源电极层（4）、半导体沟道层（5）、漏电极（6），所述栅电极层（2）设置于所述衬底（1）之上；所述电解质栅介质层（3）设置于栅电极层的之上；所述源电极层（4）设置于电解质栅介质层之上；所述半导体沟道层（5）设置于源电极层的上方；所述漏电极（6）设置于半导体沟道层之上。2.根据权利要求1所述垂直沟道结构的双电层薄膜晶体管，其特征在于：所述电解质栅介质层部分覆盖栅电极层；所述源电极层完全覆盖电解质栅介质层；所述半导体沟道层部分覆盖源电极层；所述漏电极层完全覆盖半导体沟道层。3.根据权利要求1所述垂直沟道结构的双电层薄膜晶体管，其特征在于：所述电解质栅介质层的厚度为1~5微米，所述电解质栅介质层为能形成双电层效应的无机绝缘介质膜或聚离子有机电解质。4.根据权利要求1所述垂直沟道结构的双电层薄膜晶体管，其特征在于：所述半导体沟道层的厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉荣，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44