[发明专利]电解质晶体管及其制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种晶体管及其制造方法，特别是涉及一种电解质晶体管及其制造方法。 

【背景技术】

晶体管是半导体制造中最基本的电子元件。典型的晶体管为一种金氧半场效应晶体管。金氧半场效应晶体管是由金属/氧化层/半导体依序堆叠在一起所形成类似于电容的结构。由于金氧半场效应晶体管是形成在硬式硅基板上，其成本较高且在应用上受到较大的限制。 

目前已有研究使用半导体聚合物来制作有机场效应晶体管。有机场效应晶体管是以半导体聚合物来作为信道，其工作原理主要是透过外加电场来使半导体聚合物中带电载流子特性产生改变。有机场效应晶体管的优点是在低温过程(<100℃)有较好的机械性质，且元件整体重量比传统晶体管轻很多。再者，其制造成本较低，也可以节省时间。此外，其可以制作大面积元件，且可应用于可挠性电子元件。 

另一种晶体管为电化学晶体管元件，其是利用有机材料的电化学氧化还原反应来达到其功效。此种电化学晶体管组件中的有机材料主要包括电解质以及导电高分子，其可在氧化态和还原态之间转换。换言之，有机材料至少具有两种状态，其中一种为低导电性的还原态；而另一种为导电性相对较前者高的氧化态。此种元件可利用其导电度的差异来应用于感应器，例如是用来感测溶液的氧化情形。然而，通常此种元件的制作成本较高且制造较为困难，难以大量制造。 

【发明内容】

本发明提出一种电解质晶体管，其包括栅极结构(gate structure)、两源极/漏极(source/drain)、电解质层与埋入式导电层。栅极结构包括栅极介电层(gate dielectric layer)与栅极，位于基板上方。两源极/漏极，彼此分离位于栅极结构两侧的基板上方。电解质层，位于两源极/漏极之间并与其接触，并且位于栅极结构与基板之间并与其接触。埋入式导电层，位于电解质层与基板之间。介电层，位于埋入式导电层周围，且覆盖于埋入式导电层上并且具有开口，暴露部分埋入式导电层，并隔绝埋入式导电层与两源极/漏极。该电解质层形成在介电层的开口上并与埋入式导电层电性连接，两源极/漏极之间的电解质层具有沟道，通过电解质层氧化还原反应来改变其导电性，以开启或关闭沟道。 

本发明提出一种电解质晶体管的制造方法。此法包括在基板上形成埋入式导电层。然后，在基板上形成介电层，介电层具有开口，裸露出埋入式导电层。接着，在开口两侧的介电层上分别形成源极/漏极。之后，在两源极/漏极之间形成电解质层。然后，在电解质层上形成栅极介电层与栅极，以构成栅极结构。 

本发明之电解质晶体管，其可以使用可挠性基板来制作，且制造方法简易，可大量制造。 

为让本发明能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式，做详细说明如下。 

【附图说明】

图1A至1D是依据本发明实施方案所绘示的一种电解质晶体管的制造流程剖面示意图。 

【主要附图标记说明】 

100：基板                        110：栅极介电层 

102：埋入式导电层                112：开口 

104：介电层                      114：栅极 

106：源极/漏极                   116：栅极结构 

108：电解质层                    120：沟道

【具体实施方式】

图1A至1D是依据本发明实施方案所绘示的一种电解质晶体管的制造流程剖面示意图。