[发明专利]一种薄膜晶体管及其制备方法

摘要

本发明涉及一种薄膜晶体管及其制备方法。该薄膜晶体管包括；一基底；一栅极，所述栅极设置于所述基底的一表面；一电介质层，所述电介质层将所述栅极覆盖；所述电介质层包括层叠设置的第一子电介质层和第二子电介质层；一半导体层，所述半导体层设置于所述电介质层远离所述基底的表面，且所述半导体层包括多个纳米半导体材料；一源极和一漏极，所述源极和漏极间隔设置且分别与所述半导体层电连接；其中，所述第一子电介质层为反常迟滞材料层，且与所述栅极直接接触；所述第二子电介质层为正常迟滞材料层，且设置于所述第一子电介质层与半导体层之间。本发明的薄膜晶体管具的迟滞曲线明显减小甚至消除。

主权项

1.一种薄膜晶体管，其包括；

一基底；

一栅极，所述栅极设置于所述基底的一表面；

一电介质层，所述电介质层设置于所述基底上且将所述栅极覆盖；所述电介质层为双层结构，其包括层叠设置的第一子电介质层和第二子电介质层；

一半导体层，所述半导体层设置于所述电介质层远离所述基底的表面，且所述半导体层包括多个纳米半导体材料；

一源极和一漏极，所述源极和漏极间隔设置于所述电介质层远离所述基底的一侧，且分别与所述半导体层电连接；

其特征在于，所述第一子电介质层为反常迟滞材料层，且与所述栅极直接接触；所述第二子电介质层为正常迟滞材料层，且设置于所述第一子电介质层与半导体层之间。

2.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述反常迟滞材料层为采用磁控溅射法制备的氧化物层；所述正常迟滞材料层为采用ALD生长、电子束蒸发、热氧化或PECVD法制备的氧化物层或氮化物。

3.如权利要求2所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述所述反常迟滞材料层为采用磁控溅射法制备的金属氧化物层；所述正常迟滞材料层为采用ALD生长、电子束蒸发、热氧化或PECVD法制备的Al₂O₃层、SiO₂层、HfO₂层、Y₂O₃层或Si₃N₄层。

4.如权利要求2所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述所述反常迟滞材料层为采用磁控溅射法制备的Al₂O₃层或SiO₂层；所述正常迟滞材料层为采用ALD生长、电子束蒸发、热氧化或PECVD法制备的Al₂O₃层、SiO₂层、HfO₂层、Y₂O₃层或Si₃N₄层。

5.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述电介质层的厚度为10纳米～1000纳米。

6.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述纳米半导体材料为石墨烯、碳纳米管、MoS₂、WS₂、MnO₂、ZnO、MoSe₂、MoTe₂、TaSe₂、NiTe₂或Bi₂Te₃。

7.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述半导体层为1～5层纳米半导体材料。

8.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述基底的材料为二氧化硅、玻璃、聚合物、陶瓷或石英。

9.一种薄膜晶体管的制备方法，该方法包括：

提供一基底；

在所述基底表面沉积一栅极；

在所述基底表面采用磁控溅射法制备一反常迟滞材料作为第一子电介质层，且所述反常迟滞材料将所述栅极覆盖且与所述栅极直接接触；

在所述第一子电介质层表面制备一正常迟滞材料层作为第二子电介质层，从而得到一双层结构的电介质层；

在所述电介质层表面制备一半导体层，所述半导体层包括多个纳米材料；

在所述电介质层表面制备源极和漏极，且所述源极和漏极与所述半导体层电连接。

10.如权利要求9所述的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述反常迟滞材料层为采用磁控溅射法制备的氧化物层；所述正常迟滞材料层为采用ALD生长、电子束蒸发、热氧化或PECVD法制备的氧化物层或氮化物。