[发明专利]薄膜晶体管

说明书

本发明涉及一种薄膜晶体管，其包括其包括一半导体层、一源极、一漏极、一绝缘层、及一栅极，所述源极与漏极间隔设置且与所述半导体层电连接。所述栅极通过所述绝缘层与所述半导体层、所述源极及漏极间隔且绝缘设置，其中，所述半导体层包括一碳纳米管复合膜，所述碳纳米管复合膜包括多根碳纳米管和多个半导体颗粒，所述半导体颗粒均匀分布于所述多根碳纳米管中，所述半导体颗粒与碳纳米管相互连接而形成一导电网络，所述半导体颗粒为一半导体片，该半导体片为由多个半导体分子层组成的层状结构，其层数为1~20，所述半导体片的面积为0.1平方微米~5平方微米，所述半导体片的厚度为2纳米~20纳米。

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管，尤其采用碳纳米管复合膜作为半导体层的薄膜晶体管。

背景技术

近几年来，随着碳纳米管研究的不断深入，其广阔应用前景不断显现出来。例如，由于碳纳米管所具有的独特的半导体性能，可将其应用于薄膜电子器件，比如薄膜晶体管。

由于通过化学沉积法直接生长得到的碳纳米管为混合型的碳纳米管，其中有1/3碳纳米管表现出金属性，因而不能作为半导体材料直接应用于薄膜电子器件。为了将碳纳米管作为半导体材料应用于薄膜晶体管，需要将其中的金属性碳纳米管利用化学分离法去除。然而，通过化学分离法步骤较繁琐、并且得到的电子器件的质量严重依赖化学分离的纯度。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种采用碳纳米管复合膜作为半导体层的薄膜晶体管。

一种薄膜晶体管，其包括其包括一半导体层、一源极、一漏极、一绝缘层、及一栅极，所述源极与漏极间隔设置且与所述半导体层电连接，所述栅极通过所述绝缘层与所述半导体层、所述源极及漏极间隔且绝缘设置，其中，所述半导体层包括一碳纳米管复合膜，所述碳纳米管复合膜包括多根碳纳米管和多个半导体颗粒，所述半导体颗粒均匀分布于所述多根碳纳米管中，所述半导体颗粒与碳纳米管相互连接而形成一导电网络，所述半导体颗粒为一半导体片，该半导体片为由多个半导体分子层组成的层状结构，其层数为1~20，所述半导体片的面积为0.1平方微米~5平方微米，所述半导体片的厚度为2纳米~20纳米。

一种薄膜晶体管，其包括其包括一半导体层、一源极、一漏极、一绝缘层、及一栅极，所述源极与漏极间隔设置且与所述半导体层电连接，所述栅极通过所述绝缘层与所述半导体层、所述源极及漏极间隔且绝缘设置，其中，所述半导体层包括一碳纳米管复合膜，所述碳纳米管复合膜包括多根碳纳米管和多个半导体颗粒，所述半导体颗粒均匀分布于所述多根碳纳米管中，所述半导体颗粒与碳纳米管同时参与导电的过程，所述半导体颗粒的分布密度为5个每平方微米~10个每平方微米。

本发明提供的薄膜晶体管具有以下优点：首先，由于在碳纳米管中掺杂半导体颗粒，碳纳米管与半导体颗粒电连接，该半导体颗粒抑制了所述碳纳米管中金属特性的表达，从而使得所述碳纳米管复合膜整体表现良好的半导体性能；其次，可通过选择P型或N型的半导体颗粒，而得到P型或N型单极性的薄膜晶体管。

附图说明

图1是本发明所述碳纳米管复合膜的结构示意图。

图2是本发明所述碳纳米管复合膜的扫描电镜照片。

图3是所述半导体颗粒的透射电镜照片。

图4是本发明所述碳纳米管复合膜的制备方法的流程图。

图5是本发明所述薄膜晶体管的结构示意图。

图6是本发明将半导体比例为95%的碳纳米管沉积得到的碳纳米管复合膜作为半导体层的薄膜晶体管的电子转移特性的测试图。

图7是本发明将半导体比例为2/3的碳纳米管沉积得到的碳纳米管复合膜作为半导体层的薄膜晶体管的电子转移特性的测试图。

图8是本发明提供的薄膜晶体管的制备方法流程图。