一种氧化物发光场效应晶体管制造技术

一种氧化物发光场效应晶体管，设置有基板、栅极、绝缘层、有源层、源极和漏极，以掺有稀土元素的氧化物半导体材料作为有源层。所述稀土元素为Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm或者Yb中的至少一种。本发明专利技术的氧化物发光场效应晶体管，在具有加栅压和漏压时能够实现紫外、可见和红外区域的电致发光。而且本发明专利技术的氧化物发光场效应晶体管因为稀土元素的掺杂，从而具有迁移率较高，工艺温度低，良好的电学性能及良好的光学透过性等优势。性能及良好的光学透过性等优势。性能及良好的光学透过性等优势。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化物发光场效应晶体管


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种氧化物发光场效应晶体管。

技术介绍

[0002]发光场效应晶体管是集成了场效应晶体管的开关控制能力和发光二极管电致发光能力的新型光电子器件。发光场效应晶体管作为一种新兴的多功能光电器件，发光场效应晶体管在平板显示、集成光电子、电泵浦激光及新型光耦领域具有重要的应用前景。基于发光场效应晶体管的显示技术相比于基于场效应晶体管驱动OLED的显示技术，具有更简单的制备工艺和更高的集成度，被视为下一代显示技术的有力竞争者。
[0003]同时由于发光场效应晶体管具有高电流密度、低金属电极吸收损耗等特点，可用来构筑电泵浦激光器。在过去的几十年里，有机发光场效应晶体管、量子点发光场效应晶体管和钙钛矿基发光场效应晶体管等发光场效应在外量子效率(EQE)、亮度、器件结构和电荷载流子迁移率方面取得了很大进步。但是现有技术中的发光场效应晶体管的发光效果还并不是十分理想。
[0004]因此针对现有技术不足，提供一种氧化物发光场效应晶体管以解决现有技术不足甚为必要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种氧化物发光场效应晶体管。该氧化物发光场效应晶体管能够实现紫外、可见和红外区域的电致发光。
[0006]本专利技术的上述目的通过以下技术措施实现：
[0007]提供一种氧化物发光场效应晶体管，设置有基板、栅极、绝缘层、有源层、源极和漏极，以掺有稀土元素的氧化物半导体材料作为有源层。
[0008]优选的，上述稀土元素为Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm或者Yb中的至少一种。
[0009]以摩尔百分比计，稀土元素在有源层中的含量为0.2％～60％。
[0010]优选的，上述氧化物半导体材料为氧化锌、氧化铟、氧化镓、氧化锡或者氧化钛中的至少一种。
[0011]优选的，上述有源层的厚度为5nm～600nm。
[0012]优选的，上述有源层的制备方法为真空法。
[0013]优选的，上述有源层的热处理温度为500℃以上。
[0014]优选的，上述有源层的制备方法为使用稀土掺杂氧化物半导体材料陶瓷靶在绝缘层表面进行射频溅射，制备得到图形化的有源层。
[0015]其中射频溅射的功率为60W～200W，沉积时的衬底温度为100℃～200℃。
[0016]优选的，上述有源层的制备方法为溶液法。
[0017]优选的，上述有源层的热处理温度为50℃～1200℃。
[0018]优选的，上述有源层的制备方法为将在绝缘层表面进行氧气plasma处理，然后将溶胶-凝胶溶剂热法制得的稀土元素掺杂的氧化物纳米晶材料旋涂至绝缘层表面，然后在氧气氛围下对其进行热处理，得到有源层。
[0019]优选的，上述漏极的制备方法为在控溅射腔体中，进行抽空至真空度8
×
10-4
Pa以下，然后通入氩气，再采用直流溅射，得到厚度为50nm～200nm的图形化的漏极。
[0020]优选的，上述源极的制备方法为在有源层上直流溅射制备图形化的ITO电极陶瓷靶，得到厚度为100nm～200nm的源极。
[0021]优选的，上述绝缘层为厚度为100nm～500nm的氧化硅、氧化铝、氧化铪或氧化锆。
[0022]优选的，上述栅极为导电硅片、金属单质、氧化物或有机物导电电极
[0023]本专利技术的一种氧化物发光场效应晶体管，设置有基板、栅极、绝缘层、有源层、源极和漏极，以掺有稀土元素的氧化物半导体材料作为有源层。本专利技术的氧化物发光场效应晶体管，在具有加栅压和漏压时能够实现紫外、可见和红外区域的电致发光。而且本专利技术的氧化物发光场效应晶体管因为稀土元素的掺杂，从而具有迁移率较高，工艺温度低，良好的电学性能及良好的光学透过性等优势。
附图说明
[0024]利用附图对本专利技术作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本专利技术的任何限制。
[0025]图1为本专利技术制得的氧化物发光场效应晶体管中的底栅结构的发光场效应晶体管结构示意图。
[0026]图2为本专利技术制得的氧化物发光场效应晶体管中的另一底栅结构的发光场效应晶体管结构示意图。
[0027]图3为本专利技术制得的氧化物发光场效应晶体管中的顶栅结构的发光场效应晶体管结构示意图。
[0028]图4为本专利技术制得的氧化物发光场效应晶体管中的另一顶栅结构的发光场效应晶体管结构示意图。
[0029]图5为本专利技术制得的氧化物发光场效应晶体管中的垂直型发光场效应晶体管结构示意图。
[0030]在图1至图5中，包括有：
[0031]基板1、栅极2、绝缘层3、有源层4、源极5、漏极6。
具体实施方式
[0032]结合以下实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0033]实施例1。
[0034]一种氧化物发光场效应晶体管，设置有基板、栅极、绝缘层、有源层、源极和漏极，以掺有稀土元素的氧化物半导体材料作为有源层。其中有源层的厚度为5nm～600nm。
[0035]本专利技术的稀土元素为Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm或者Yb中的至少一种。而且以摩尔百分比计，稀土元素在有源层中的含量为0.2％～60％。
[0036]而本专利技术的氧化物半导体材料为氧化锌、氧化铟、氧化镓、氧化锡或者氧化钛中的
至少一种。
[0037]本专利技术的可以制得结构为图1至图5发光场效应晶体管结构。其中图1和图2的源电极和漏电极分别与有源层4顶接触接触为一个电极，与有源层4为底接触另一电极。其中图3和图4的源电极和漏电极分别与有源层4顶接触接触为一个电极，与有源层4底接触为另一电极。
[0038]稀土元素发光较多的优势，具体如下：(1)发光谱带窄、色纯度高，光吸收能力强、转换效率高；(2)发射光分布波段广；(3)4f轨道处于内层，几乎不会受外部环境的影响，因此光色基本不随基质的不同而发生改变；(4)荧光寿命从纳秒到毫秒跨越多个量级；(5)稀土元素的物理化学性质稳定，从而耐高温，也能承受大功率电子束、高能辐射和强紫外光的作用；(6)稀土元素的温度淬灭小，浓度淬灭小。
[0039]本专利技术可以在氧化物半导体材料中掺入稀土元素后，且其富氧环境有利于稀土离子的光学跃迁，其中氧化物半导体材料作为基质材料，稀土离子则为发光中心。本专利技术的氧化物发光场效应晶体管，具有迁移率较高，工艺温度低，良好的电学性能及良好的光学透过性等优势。本专利技术的氧化物发光场效应晶体管，在具有加栅压和漏压时能够实现紫外、可见和红外区域的电致发光。
[0040]实施例2。
[0041]一种氧化物发光场效应晶体管，其他特征与实施例1相同，还具有如下特点：有源层4的制备方法为真空法，而且有源层4的热处理温度为500℃以上。
[0042]需要说明的是，有源层4的热处理温度在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化物发光场效应晶体管，设置有基板、栅极、绝缘层、有源层、源极和漏极，其特征在于：以掺有稀土元素的氧化物半导体材料作为有源层。2.根据权利要求1所述的氧化物发光场效应晶体管，其特征在于：所述稀土元素为Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm或者Yb中的至少一种。3.根据权利要求2所述的氧化物发光场效应晶体管，其特征在于：以摩尔百分比计，稀土元素在有源层中的含量为0.2％～60％。4.根据权利要求3所述的氧化物发光场效应晶体管，其特征在于：所述氧化物半导体材料为氧化锌、氧化铟、氧化镓、氧化锡或者氧化钛中的至少一种。5.根据权利要求4所述的氧化物发光场效应晶体管，其特征在于：所述有源层的厚度为5nm～600nm。6.根据权利要求5所述的氧化物发光场效应晶体管，其特征在于：所述有源层的制备方法为真空法，所述有源层的热处理温度为500℃以上。7.根据权利要求6所述的氧化物发光场效应晶体管，其特征在于：所述有源层的制备方法为使用稀土掺杂氧化物半导体材料陶瓷靶在绝缘层表面行射频溅射，制备得到图形化的有源层；其中射频溅...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰林锋，吴永波，林奕龙，彭俊彪，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：