一种基于范德华界面的柔性透明铁电晶体管制造技术

本发明专利技术公开了一种基于范德华界面的柔性透明铁电晶体管及制备方法，所述二维晶体管属于底栅顶接触型晶体管。包括在衬底上依次由上到下竖直分布的半导体沟道层、栅绝缘层、底部缓冲层、底栅电极、分别位于半导体沟道层两侧的源极、漏极。半导体沟道层、底部缓冲层采用二维材料，栅绝缘层采用铁电薄膜材料，底栅电极、源极和漏极均采用氧化铟锡材料，衬底采用单晶云母材料。本发明专利技术通过在栅绝缘层与底栅电极之间引入二维材料作为缓冲层，实现了各组成部分之间均由范德华力连接的晶体管结构。此结构能够有效抑制库伦散射作用，并且减少夹持力、晶格失配等因素对器件性能的不利影响，从而使晶体管的载流子迁移率得到提升，并延长器件寿命。命。

【技术实现步骤摘要】
一种基于范德华界面的柔性透明铁电晶体管


[0001]本专利技术属于微电子器件
，特别涉及一种基于范德华界面的柔性透明铁电晶体管及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着信息技术的飞速发展，全球数据量呈现爆炸式的增长，人们对于高性能存储器的需求越来越强烈。传统的主流非易失性存储器闪存(FLASH)面临着许多瓶颈问题，如擦写速度慢、擦写电压高、当存储密度增大时漏电严重等。因此，开发新型的非易失性存储器是未来电子器件发展的重中之重。铁电薄膜存储器是一种以铁电薄膜作为存储介质的新型非易失性存储器，具有非挥发性、功耗低、读写次数较高、存取速度快、存储密度高、与集成电路工艺兼容等优点，是公认的最具有潜力的下一代存储器之一。然而，传统的在硬度较大的硅或
Ⅲ‑Ⅴ
族化合物衬底上制备的铁电存储器，其在发生较大的形变时，器件的结构和性能将受到很大影响，将无法满足人们对于可穿戴电子产品的需求。另外，传统晶体管各层结构界面间由于晶格失配导致的缺陷、杂质电荷引起的库伦散射作用等因素，导致栅绝缘层分压增大、栅漏电流增加等问题，对传统的铁电晶体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于范德华界面的柔性透明铁电晶体管，其特征在于，包括：衬底(1)、底栅电极(2)、底部缓冲层(3)、栅绝缘层(4)、半导体沟道层(5)、源极(6)、漏极(7)；半导体沟道层(5)、栅绝缘层(4)、底部缓冲层(3)、底栅电极(2)在衬底(1)上依次由上至下竖直分布，且源极(6)、漏极(7)分别位于半导体沟道层(5)两侧。2.根据权利要求1所述，一种基于范德华界面的柔性透明铁电晶体管，其特征在于，在底栅电极(2)与栅绝缘层(4)之间设置底部缓冲层(3)。3.根据权利要求1和权利要求2所述，一种基于范德华界面的柔性透明铁电晶体管，其特征在于，衬底(1)、底部缓冲层(3)、半导体沟道层(5)均采用二维层状材料，与相邻结构间形成范德华力相互作用。4.根据权利要求3所述的一种基于范德华界面的柔性透明铁电晶体管，其特征在于，所述衬底(1)采用单晶云母材料。为保证衬底的可弯曲度，所述单晶云母材料的厚度为10
‑
100μm。所述衬底与所述底栅电极(2)之间由范德华作用连接，避免底栅电极(2)薄膜材料与衬底材料间由于晶格失配产生位错和缺陷，从而保证底栅电极(2)具有良好的导电性能。5.根据权利要求1所述的一种基于范德华界面的柔性透明铁电晶体管，其特征在于，所述底栅电极(2)、源极(6)和漏极(7)均采用氧化铟锡(ITO)导电薄膜材料。所述氧化铟锡(ITO)导电薄膜材料的厚度范围要求在10nm到30nm之间，以确保其良好的导电性和可弯曲性。6.根据权利要求1所述的一种基于范德华界面的柔性透明铁电晶体管及其制备方法，其特征在于，所述栅绝缘层(4)采用氧化铪基铁电薄膜材料。所述氧化铪基铁电薄膜通过溶胶凝胶方法制备，厚度为60
‑
90nm，以保证其良好的铁电性和耐久性。7.根据权利要求2和...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨琼，李乐，姜杰，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：