[发明专利]N型薄膜晶体管的制备方法

说明书

本发明涉及一种N型薄膜晶体管的制备方法，其包括以下步骤：提供一绝缘基底，在所述绝缘基底表面形成一半导体碳纳米管层；形成间隔设置的一源极和一漏极，该源极和漏极分别与所述半导体碳纳米管层电连接；形成一氧化镁层覆盖所述半导体碳纳米管层远离绝缘基底的表面；在所述氧化镁层远离所述半导体碳纳米管层的表面形成一功能介质层；以及，在所述功能介质层远离所述氧化镁层的表面形成一栅极与所述半导体碳纳米管层绝缘设置。

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管，尤其涉及一种基于氧化镁双介质层的N型薄膜晶体管。

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。科学研究表明，碳纳米管本身表现为本征半导体，但在通常情况下如空气中碳纳米管表现为P型半导体特征，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，基于碳纳米管的N型薄膜晶体管的制备方法主要有化学掺杂、选择低功函数金属做电极材料等。然而这些方法也存在一些问题，如使用化学掺杂的方法无法保持器件性能长期稳定，而且存在掺杂扩散污染的潜在缺点；选择低功函数金属做电极材料，对于N型单极性特征表现不明显。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种制备方法简单、性能稳定的N型薄膜晶体管的制备方法。

一种N型薄膜晶体管的制备方法，其包括以下步骤：提供一绝缘基底，在所述绝缘基底表面形成一半导体碳纳米管层；形成间隔设置的一源极和一漏极，该源极和漏极分别与所述半导体碳纳米管层电连接；形成一氧化镁层覆盖所述半导体碳纳米管层远离绝缘基底的表面；在所述氧化镁层远离所述半导体碳纳米管层的表面形成一功能介质层；以及，在所述功能介质层远离所述氧化镁层的表面形成一栅极与所述半导体碳纳米管层绝缘设置。

一种N型薄膜晶体管的制备方法，其包括以下步骤：提供一绝缘基底，在所述绝缘基底表面形成一栅极；在所述栅极远离绝缘基底的表面形成一栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层远离栅极的表面形成一半导体碳纳米管层；形成间隔设置一源极及一漏极与所述半导体碳纳米管层电连接；形成一氧化镁层覆盖所述半导体碳纳米管层远离栅极绝缘层的表面；在所述氧化镁层远离该半导体碳纳米管层的表面形成一功能介质层。

与现有技术相比较，本发明提供的N型薄膜晶体管的制备方法具有以下优点：一、在所述半导体碳纳米管层表面沉积氧化镁层及功能介质层，使得半导体碳纳米管层呈现N型半导体性，从而能够得到N型的薄膜晶体管，制备方法简单，无污染，并且性能稳定，能够延长N型薄膜晶体管的使用寿命；二、该制备方法可将P型碳纳米管器件有效改变为N型碳纳米管器件，从而可容易实现P型与N型器件共同组成CMOS高效电路的制备，从而可极大提高集成电路的相关性能，并且减少损耗。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的N型薄膜晶体管的剖视图。

图2为本发明第一实施例中半导体碳纳米管层的扫描电镜照片。

图3为只沉积氧化镁层的薄膜晶体管的I-V图。

图4为只沉积功能介质层的薄膜晶体管的I-V图。

图5为本发明第一实施例的N型薄膜晶体管的I-V图。

图6为本发明第一实施例提供的N型薄膜晶体管的制备方法流程图。

图7为本发明第二实施例提供的N型薄膜晶体管的剖视图。

图8为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。

主要元件符号说明