[发明专利]具有在分别的接合衬底上形成的沟道、电极及半导体的电子器件

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年9月19日提交的美国临时申请S/N 61/136,626的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明一般地涉及电子器件，且更具体地涉及具有沟道、电极和半导体的电子器件，形成工艺，以及操作该器件的方法。电子器件包括场效应晶体管、传感器、存储器装置、诸如电池的电荷存储装置等。

发明背景

诸如场效应晶体管(FET)和生物传感器的电子器件通常通过在衬底上生长或沉积各种材料和结构在一系列制造阶段中形成。器件中的各种组件可通过掩模或蚀刻定形或图案化。举例而言，基于印刷电子器件的场效应晶体管(FET)、电路、生物传感器以及相关器件通常通过顺序地形成衬底、栅电极、电介质、源/漏电极、半导体以及封装来制造。

举例而言，图1示出在自然纳米技术(Nature nanotechnology)2007年卷2，185-190页的Zhou等人的“支承脂质双分子层/碳纳米管混合体(Supported lipid bilayer/carbon nanotube hydrids)”(在此称作“Zhou”)中公开的，以及在纳米快报(Nano Letters)2002年卷2，869-872页的Rosenblatt等人的“高性能电解质栅控碳纳米管晶体管(High performance electrolyte gated carbon nanotube transistors)”中公开的单壁碳纳米管FET(SWCNT-FET)的示意图。由Zhou和Rosenblatt教示的技术中，简并地掺杂的硅(Si)晶片被热生长的二氧化硅(SiO₂)覆层所覆盖。在覆层上形成包含Fe(NO₃)₃·9H₂O、MoO₂(acac)₂、以及氧化铝纳米颗粒的催化剂岛(未示出)。使用光刻和蚀刻在催化剂岛上形成并图案化聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)层(未示出)，作为剥离掩模。之后，在覆层上的催化剂岛之间通过化学气相沉积生长CNT。接下来在催化剂岛上使用光刻和剥离工艺图案化金(Au)源和漏电极，其中催化剂和PMMA层被剥离。所得FET结构在氩环境中在600℃下进行45分钟的退火以改善CNT和电极之间的接触电阻。然后，FET结构放置在聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流体沟道内部。该沟道含有具有液体电解质的流体。为了从电解质隔离电极，除了包含纳米管的源和漏电极之间的区域之外，该器件被氧化铝层覆盖。该工艺包括许多不同材料和处理步骤顺序。类似地构造的CNT晶体管在纳米快报(Nano Letters)的2008年卷8，591-595页的Heller等人的“用碳纳米管晶体管识别生物感测机制(Identifying the mechanism of biosensing with carbon nanotube transistors)”中公开。

发明内容

认识到需要改善的电子器件，改善的用于形成电子器件的工艺、以及改善的操作该器件的方法。

还认识到提供具有增强的电荷载流子迁移率和降低的操作电压(例如，＜约2V)的诸如FET的电子器件是有利的。