[发明专利]N型半导体层以及N型薄膜晶体管的制备方法

说明书

一种N型半导体层的制备方法，包括以下步骤：提供一半导体碳纳米管层；通过原子层沉积的方法在所述半导体层表面沉积一氧化铪层，该原子层沉积的方法具体包括：将该半导体碳纳米管层置于一原子层沉积系统反应腔内的工作平台上，将该工作平台加热至140‑200摄氏度；向反应腔内持续通入一保护气体；在载气承载下分别以脉冲形式向反应腔内通入铪源与水蒸汽，在该半导体碳纳米管层表面生成连续的氧化铪层，形成一N型半导体层，其中，所述含铪源的载气的一次脉冲时间为0.02s‑0.03s，所述含水蒸汽的载气的一次脉冲时间为0.010s‑0.015s。

技术领域

本发明涉及一种半导体层的制备方法以及采用该半导体层制备薄膜晶体管的方法，尤其涉及一种N型半导体层的制备方法以及采用该N型半导体层制备薄膜晶体管的方法。

背景技术

碳纳米管由于其优异的电学、光学和力学性质成为了新一代半导体材料的有力竞争者，目前已经广泛用于薄膜晶体管的制备和研究。不过，暴露于空气中的碳纳米管由于表面吸附了空气中的氧气，普遍呈现P型半导体性质，所以容易制备P型薄膜晶体管，但仅有P型薄膜晶体管会极大降低集成电路的相关性能，增加损耗。

现有技术中，N型碳纳米管半导体层的制备主要通过化学掺杂、更换源漏极金属或者高温(大于250℃)制备氧化层等方法实现，然而利用化学掺杂或者更换源漏电极的方案较为复杂且无法保持器件性能长期稳定，而主流的柔性基底无法承受高温，并且该方法对于半导体工艺的各种步骤来说，也是个极大的限制，因而限制了N型碳纳米管半导体层及N型薄膜晶体管在柔性基底上的制备。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种在低温条件下制备N型半导体层以及N型薄膜晶体管的方法。

一种N型半导体层的制备方法，包括以下步骤：提供一半导体碳纳米管层；通过原子层沉积的方法在所述半导体层表面沉积一氧化铪层，该原子层沉积的方法具体包括：将该半导体碳纳米管层置于一原子层沉积系统反应腔内的工作平台上，将该工作平台加热至140-200摄氏度；向反应腔内持续通入一保护气体；在载气承载下分别以脉冲形式向反应腔内通入铪源与水蒸汽，在该半导体碳纳米管层表面生成连续的氧化铪层，形成一N型半导体层，其中，所述含铪源的载气的一次脉冲时间为0.02s-0.03s，所述含水蒸汽的载气的一次脉冲时间为0.010s-0.015s。

一种N型半导体层制备的N型薄膜晶体管的制备方法，包括以下步骤：提供一绝缘基底，在所述绝缘基底表面形成一栅极；在所述栅极表面形成一绝缘层；采用所述的N型半导体层的制备方法，在所述绝缘层表面形成一N型半导体层，且与所述栅极绝缘设置；在所述N型半导体层表面间隔设置一源极和一漏极，使源极、漏极分别与半导体碳纳米管层电连接。

一种N型薄膜晶体管的制备方法，包括以下步骤：提供一绝缘基底，采用所述的N型半导体层的制备方法，在所述绝缘基底表面形成一N型半导体层；在所述N型半导体层表面形成间隔设置的一源极和一漏极，使得源极、漏极与半导体碳纳米管层电连接；在所述N型半导体层表面形成一栅极与所述半导体碳纳米管层绝缘设置。

与现有技术相比较，本发明提供的N型半导体层的制备方法，通过在140-200摄氏度的低温下利用原子层沉积(ALD)方法在碳纳米管层的表面沉积氧化铪层，可在柔软的、抗裂的、且轻的柔性基底上制备薄膜晶体管。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的N型半导体层的制备方法流程图。

图2是本发明第一实施例制备的N型半导体层的剖视图。

图3是本发明第一实施例中采用电弧放电法制备得到的半导体碳纳米管膜层的扫描电镜照片。

图4是本发明第二实施例提供的N型薄膜晶体管的制备方法流程图。

图5是本发明第二实施例制备的N型薄膜晶体管的剖视图。