专利名称：晶体管及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种晶体管及其制作方法。
背景技术：
目前显示科技中软性电子是未来发展的趋势之一，然而传统薄膜晶体管将使得挠曲度受限，且一般多晶半导体由于成长温度较高仅能在玻璃基板上制备，故倘若能导入单晶材料来作为电子、电洞传输信道，将十分具有竞争潜力。纳米线具有极高的表面积对体积比(surface to volume ratio)，此一维度结构在表面特征、机械性质、光电及量子效应上与二维的传统薄膜相较皆有特别之表现，因此随着材料而异也衍生了各类的相关应用，诸如气体传感器、场效晶体管、发光元件。然而利用纳米线制作元件的瓶颈在于，如何克服其尺寸问题并加以对位、控制，倘若能大量规则排列，将有机会顺利导入量产制程。
发明内容
有鉴于此，提供一种能够解决上述问题的晶体管及其制作方法实为必要。一种晶体管，其包括纳米线、基板、源极、漏极、绝缘层以与栅极，该源极与漏极间隔相对的贴设于该基板上，该纳米线搭接于该源极与漏极之间，该绝缘层覆盖于该源极、漏极以及该源极与漏极之间的区域，该栅极叠设于该绝缘层上，该源极与漏极的相对端均为尖端状设计，该纳米线连接于该源极与漏极的尖端之间。一种晶体管之制作方法，其包括如下步骤提供一基板；在该基板上按照预定图案定义出第一电极区域以及第二电极区域；在该第一电极区域以及第二电极区域内制备导电薄膜以形成第一电极以及第二电极；提供一纳米线悬浮液，将该纳米线悬浮液分散于该基板上；通电使该第一电极与第二电极之间产生非均勻电场，藉由该非均勻电场的作用使该纳米线悬浮液中的纳米线搭接于该第一电极与第二电极之间；在该第一电极以及第二电极上叠设导电薄膜以形成该晶体管的源极以及漏极；涂覆绝缘层以覆盖该源极、漏极以及该源极与漏极之间的区域；在该绝缘层上制作该晶体管的栅极。与现有技术相比，本发明实施例所提供的晶体管及其制作方法采用纳米线作为晶体管的载子通道，与传统多晶或者非晶硅晶体管相较具有优良的载子迁移率，并且纳米线可以在其它的基板上进行高温成长，而不会影响晶体管的基板的选择，使得晶体管基板之选择范围大大拓宽。
图1是本发明实施方式所提供的晶体管的截面结构示意图。图2是本发明实施方式所提供的晶体管的制程示意图。主要元件符号说明晶体管100
基板10光阻层11纳米线15第一电极区域20第一电极21第二电极区域30第二电极31源极40漏极50绝缘层60栅极70
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。请参见图1，本发明实施方式所提供的晶体管100，其包括基板10、纳米线15、源极 (source)40、漏极(drain) 50、绝缘层 60 以与栅极(gate) 700该源极40与该漏极50间隔相对的贴设于该基板10上，在本实施方式中，该源极 40与该漏极50均由两层导电膜所层叠而成，并且靠近该基板10的两个导电膜层的相对端皆为尖端设计。可以理解的，该源极40与该漏极50也可以是单层结构。该纳米线15搭接于该源极40与该漏极50的尖端之间用作该源极40与该漏极50 之间的电子、电洞传输信道。该绝缘层60覆盖于该源极40、漏极50及其之间的区域。该栅极70叠设于该绝缘层60上，优选的，该栅极70位于该纳米线15的正上方。请参见图2，本发明还提供了上述晶体管100的制作方法，其包括如下步骤。(1)提供一纳米线悬浮液。在本实施方式中，首先在基板上成长纳米线的阵列，然后使用溶剂将制备好的纳米线阵列自生长基板上剥落，并采用超声波震荡的方式对纳米线进行震荡分散以形成纳米线悬浮液。在本发明中，该纳米线的种类可以根据实际需要而定，因此纳米线悬浮液之制程也可能根据不同的纳米线种类以及成长方式有所不同，需要说明的是，无论采用何种方法， 只要最终能够得到纳米线悬浮液即可。(2)提供一基板10，采用曝光显影的方式在该基板10上定义出两个相对设置的第一电极区域20以及第二电极区域30。优选的，该基板10为可挠性透光基板。首先在该基板10上涂覆光阻层11，然后使用具有预定图案的光罩对该光阻层11进行曝光显影以将该预定图案转录至该基板10上以定义出该相对设置的第一电极区域20以及第二电极区域30。在本实施方式中，该第一电极区域20以及第二电极区域30分别呈梳状设计，每条梳齿之宽度约大于该纳米线的直径，并且每条梳齿的末端皆设计为尖齿状。
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可以理解的，该第一电极区域20以及第二电极区域30的形状可以根据不同的设计需求来定。可以理解的，还可以采用其它的方式例如蚀刻等方式在该基板10上定义该第一电极区域20以及第二电极区域30。(3)在第一电极区域20以及第二电极区域30内制备导电薄膜以形成第一电极21 以及第二电极31，然后完全去除该光阻层11。采用化学沉积的方式在该第一电极区域20以及第二电极区域30内沉积该第一电极21以及第二电极31。优选的，控制该第一电极21以及第二电极31的沉积厚度大约为该纳米线悬浮液中纳米线15的半径左右。可以理解的，还可以采用其它的方式在该第一电极区域20以及第二电极区域30 内制备该第一电极21以及第二电极31。(4)将该纳米线悬浮液分散于该基板10上。利用吸管将该纳米线悬浮液滴在该基板10上，以使得该悬浮液中的纳米线15散布于该第一电极21以及第二电极31之间。可以理解的，还可以直接将该基板10浸置于该纳米线悬浮液中，以使该悬浮液中的纳米线15散布于该第一电极21以及第二电极31之间。(5)通电以使该第一电极21与第二电极31之间形成非均勻电场，藉由该非均勻电场的作用使该纳米线15搭接在该第一电极21以及第二电极31之间。将该第一电极21与第二电极31分别接在交流电源的正负两极上以在该第一电极 21与第二电极31之间形成非均勻电场，悬浮在该悬浮液中的纳米线15在该非均勻电场的作用下发生极化从而沿着电场的方向进行定向排列，特别的，在本实施方式中，由于该第一电极21与第二电极31为梳状设计，并且将每条梳齿的末端设计为尖齿状，因此大大增加了纳米线15排列的方向性以及吸引力，从而能够使得散布于该第一电极21与第二电极31之间的纳米线15能够很好的搭接在该第一电极21与第二电极31之间。(6)加高该第一电极21与第二电极31的厚度以定义出晶体管的源极(SOUrCe)40 以及漏极(drain) 50。重复上述曝光显影以及导电薄膜沉积步骤，在该第一电极21与第二电极31上叠置具有一定高度的电极层以定义出该晶体管100的源极40以及漏极50。(7)清洗该基板10以去除残留在该基板10上的多余纳米线悬浮液。(8)涂覆绝缘层60以覆盖该源极40、漏极50以及该源极40与漏极50之间的区域。(9)在该绝缘层60上制作栅极(gate) 70。优选的，该栅极70位于该源极40与漏极50之间的区域的上方，以此来避免电极之间电压交互影响而导致降低该晶体管100的载子迁移率(mobility)。与现有技术相比，本发明所提供之晶体管100及其制作方法采用纳米线作为晶体管的载子通道，与传统多晶或者非晶硅晶体管相较具有优良的载子迁移率，并且纳米线可以在其它的基板上进行高温成长，而不会影响晶体管之基板的选择，使得晶体管基板的选择范围大大拓宽。可以理解的是，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化等用于本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种晶体管，其包括纳米线、基板、源极、漏极、绝缘层以与栅极，该源极与漏极间隔相对的贴设于该基板上，该纳米线搭接于该源极与漏极之间，该绝缘层覆盖于该源极、漏极以及该源极与漏极之间的区域，该栅极叠设于该绝缘层上，其特征在于，该源极与漏极的相对端均为尖端状设计，该纳米线连接于该源极与漏极的尖端之间。
2.如权利要求1所述的晶体管，其特征在于该源极与漏极均为梳状电极。
3.如权利要求1所述的晶体管，其特征在于该源极与漏极均为多层结构，且该多层结构中贴设于该基板上之电极层之相对端均为尖端设计。
4.一种晶体管的制作方法，其包括如下步骤 提供一基板；在该基板上按照预定图案定义出第一电极区域以及第二电极区域；在该第一电极区域以及第二电极区域内制备导电薄膜以形成第一电极以及第二电极；提供一纳米线悬浮液，将该纳米线悬浮液分散于该基板上；通电使该第一电极与第二电极之间产生非均勻电场，藉由该非均勻电场的作用使该纳米线悬浮液中的纳米线搭接于该第一电极与第二电极之间；在该第一电极以及第二电极上叠设导电薄膜以形成该晶体管的源极以及漏极； 涂覆绝缘层以覆盖该源极、漏极以及该源极与漏极之间的区域； 在该绝缘层上制作该晶体管的栅极。
5.如权利要求4所述的晶体管的制作方法，其特征在于采用曝光显影的方式在该基板上按照预定图案定义出第一电极区域以及第二电极区域。
6.如权利要求4所述的晶体管的制作方法，其特征在于该第一电极与该第二电极均为梳状电极，且其梳齿均为尖齿状设计。
7.如权利要求4所述的晶体管的制作方法，其特征在于该第一电极与该第二电极之厚度小于该纳米线的直径。
全文摘要
一种晶体管，其包括纳米线、基板、源极(Source)、漏极(Drain)、绝缘层以及栅极(Gate)，该源极与漏极间隔相对的贴设于该基板上，该纳米线搭接于该源极与漏极之间，该绝缘层覆盖于该源极、漏极以及该源极与漏极之间的区域，该栅极叠设于该绝缘层上，该源极与漏极的相对端均为尖端状设计，该纳米线连接于该源极与漏极的尖端之间。本发明还涉及该晶体管的制作方法。
文档编号H01L21/336GK102456733SQ20101052496
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者许嘉麟 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司