[发明专利]一种薄膜晶体管及其制备方法

说明书

本发明的实施例提供了一种薄膜晶体管及其制备方法，涉及半导体技术领域，薄膜晶体管包括衬底、栅极、栅绝缘层、有源层、源极和漏极，本发明提供的薄膜晶体管，通过采用具有p型半导体特性的多元硫化物二维纳米片薄膜制备有源层，而二维纳米片是一种在厚度方向上仅仅具有单个或者多个原子层，并且依靠层间的范德瓦尔斯力堆积而成的层状材料，其层间时较弱的范德华作用力，不用考虑晶格匹配的限制，故本发明减缓了生长材料间的晶格失配现象，提升了晶体质量。同时，本申请中采用具有p型半导体特性的多元硫化物，其无需再进行掺杂，工艺流程简单，不需要进行材料掺杂工艺，成本低廉，并且保留了材料自身固有性质，有助于提升器件性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种薄膜晶体管及其制备方法。

背景技术

具有可控的电子传输性能的单极型(n型或p型)的场效应晶体管是应用电子器件的关键部分。现阶段p型场效应晶体管制备工艺需要经过衬底材料热生长，掺杂等多道复杂工艺，掺杂后的材料的自身固有性质会受到影响，而且需要生长材料之间的晶格匹配度高，否则会出现晶格失配现象，影响晶体质量。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种薄膜晶体管及其制备方法，其工艺流程简单，不需要进行材料掺杂工艺，成本低廉，保留了材料自身固有性质，且减缓了生长材料间的晶格失配现象，提升了晶体质量。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种薄膜晶体管，包括:

衬底；

位于所述衬底上的栅极；

位于所述衬底上，并覆盖在所述栅极上的栅绝缘层；

位于所述栅绝缘层上的有源层；

以及，与所述有源层连接的源极和漏极；

其中，所述有源层采用具有p型半导体特性的多元硫化物二维纳米片薄膜制成。

在可选的实施方式中，所述有源层为含铜的多元硫化物二维纳米片薄膜。

在可选的实施方式中，所述有源层采用Cu₂FeSnS₄和CuSbS₂中至少一种材料。

在可选的实施方式中，所述有源层的厚度为5-200nm。

在可选的实施方式中，所述源极和所述漏极分别与所述有源层的两侧连接，并与所述衬底的上表面、所述栅绝缘层的上表面接触。

第二方面，本发明提供一种薄膜晶体管的制备方法，包括以下步骤：

在衬底上制备栅极；

在所述栅极表面制备栅绝缘层；

在所述栅绝缘层上制备有源层；

在所述有源层的表面制备源极和漏极；

其中，所述有源层采用具有p型半导体特性的多元硫化物薄膜制成。

在可选的实施方式中，在所述栅绝缘层上制备有源层的步骤，包括：

在所述栅绝缘层的上表面沉积p型Cu₂FeSnS₄二维纳米片薄膜；

进行退火处理。

在可选的实施方式中，在所述栅绝缘层上制备有源层的步骤，包括：

在所述栅绝缘层的上表面旋涂p型Cu₂FeSnS₄纳米片乙醇溶液；

进行退火处理。