一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備方法，場(chǎng)效應(yīng)晶體管從下到上依次為襯底、柵電極、介電層、半導(dǎo)體層、源電極和漏電極，封裝層。本發(fā)明利用蟲(chóng)膠具有粘著性的特點(diǎn)，對(duì)介電材料進(jìn)行物理剝離，從而形成穩(wěn)定幾個(gè)分子層厚度的介電層，減少了介電層的溶液法制備步驟，有效杜絕了有毒試劑的使用，并提高了穩(wěn)定性。同時(shí)將蟲(chóng)膠作為襯底和封裝層，利用其良好的致密性和抗紫外線抗輻射等特點(diǎn)，阻隔水氧對(duì)整個(gè)器件的侵蝕以及紫外線和電磁輻射對(duì)器件的干擾，從而提高整個(gè)器件的穩(wěn)定性和壽命。該場(chǎng)效應(yīng)晶體管采用一種可剝離介電層以及生物材料作為襯底和封裝，更加容易制備，成本更低，將場(chǎng)效應(yīng)晶體管應(yīng)用范圍拓寬，適合于可穿戴式設(shè)備與生物電子領(lǐng)域。適宜大規(guī)模量產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能及制作技術(shù)日益發(fā)展，很多新材料的迀移率超過(guò)了非晶硅，并且被廣泛應(yīng)用于電子紙、傳感器身份識(shí)別卡以及智能卡等記憶器件等方面。與傳統(tǒng)的硅基MOSFET相比，新材料場(chǎng)效應(yīng)晶體管的器件制備過(guò)程以低溫沉積或溶液(噴黑打印、旋涂、滴注等)等簡(jiǎn)單的工藝代替了傳統(tǒng)的高溫真空沉積等方法制作器件的復(fù)雜過(guò)程。此外，新材料本身所具備質(zhì)輕、價(jià)廉、具有柔性、制備方法簡(jiǎn)單、種類多、性能可通過(guò)分子設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整等優(yōu)勢(shì)。因此，新型半導(dǎo)體材料無(wú)論從材料合成以及器件的制備等方面具有非常大的降低成本的潛力
[0003]然而現(xiàn)有的場(chǎng)效應(yīng)晶體管能在大氣環(huán)境中穩(wěn)定工作的，多為硅基場(chǎng)效應(yīng)管，大量使用時(shí)會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，制備過(guò)程復(fù)雜，造價(jià)昂貴，且不易實(shí)現(xiàn)柔性、大面積器件；同時(shí)，介電層作為場(chǎng)效應(yīng)管重要組成部分，現(xiàn)有溶液法制備過(guò)程中，大量使用了氯苯、甲苯、氯仿以及苯甲醚等有毒試劑，采用水、醇溶劑體系的介電層材料是綠色生產(chǎn)的首要因素，然而現(xiàn)有的溶于水或者醇中的介電層材料，存在大氣環(huán)境下有電學(xué)性能不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種制備工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低廉，綠色環(huán)保，可在大氣環(huán)境下穩(wěn)定，尚壽命的一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]—種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備方法，該場(chǎng)效應(yīng)晶體管從下到上依次為襯底、柵電極、介電層、半導(dǎo)體層、源電極和漏電極、封裝層，所述介電層為二維可剝離的介電材料，所述柵電極、源電極和漏電極為金屬納米線復(fù)合材料，所述二維可剝離的介電材料為絲素蛋白、云母或六方氮化硼中的一種，所述金屬納米線復(fù)合材料由以下重量百分比的材料構(gòu)成:金屬納米線40%?80%，蟲(chóng)膠10%?30%，水溶性粘合劑10%?30% ；
[0007]制備方法如下:
[0008]①先對(duì)二維可剝離的介電材料進(jìn)行徹底的清洗，清洗后干燥；
[0009]②在介電材料表面涂覆金屬納米線復(fù)合材料作為柵電極，并對(duì)其進(jìn)行固化；
[0010]③在柵電極上面制備蟲(chóng)膠層，并迅速提高器件加熱溫度，使得蟲(chóng)膠層熱熔狀態(tài)，使其與柵電極和介電材料緊密粘合在一起，冷卻，使蟲(chóng)膠層作為襯底；
[0011]④對(duì)襯底進(jìn)行機(jī)械剝離，將襯底，柵電極以及介電材料剝離下來(lái)，從而在柵電極上面形成介電層；
[0012]⑤在介電層上制備半導(dǎo)體層；
[0013]⑥在半導(dǎo)體層上制備源電極和漏電極；
[0014]⑦在源電極和漏電極上面制備蟲(chóng)膠層，作為封裝層；
[0015]⑧迅速提高器件加熱溫度，使得蟲(chóng)膠熱熔狀態(tài)，使封裝層的蟲(chóng)膠與襯底的蟲(chóng)膠熱熔到在一起，然后加熱蟲(chóng)膠到熱聚合溫度，使得蟲(chóng)膠發(fā)生熱聚合反應(yīng)，進(jìn)而固化為一體，起到封裝作用；
[0016]進(jìn)一步地，步驟③、⑦中，蟲(chóng)膠層采用旋涂法或滴涂法制備，步驟③、⑧中，蟲(chóng)膠熱熔狀態(tài)加熱溫度為70°C?90°C，步驟⑧中，蟲(chóng)膠熱聚合為120°C?150°C，加熱時(shí)間為0.5h?Ih0
[0017]進(jìn)一步地，步驟②和⑥中，柵電極、源電極、漏電極是通過(guò)絲網(wǎng)印刷或打印方法制備，所述步驟⑤中，所述半導(dǎo)體層是通過(guò)等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積、熱氧化、旋涂、真空蒸鍍、輥涂、滴膜、壓印、印刷或噴涂中的一種方法制備。
[0018]進(jìn)一步地，介電層厚度為5nm?10nm，
[0019]進(jìn)一步地，所述蟲(chóng)膠為脫蠟蟲(chóng)膠。
[0020]進(jìn)一步地，所述金屬納米線材料為鐵納米線、銅納米線、銀納米線、金納米線、招納米線、鎳納米線、鈷納米線、猛納米線、鎘納米線、銦納米線、錫納米線、媽納米線或鈾納米線中的一種或多種。
[0021]進(jìn)一步地，所述的水溶性粘合劑為明膠或聚乙烯醇中的一種或兩種。
[0022]進(jìn)一步地，所述半導(dǎo)體層為氧化鋅、氧化錫、碳納米管、氧化石墨烯、聚3-已基噻吩，6，13_雙(三異丙基硅烷基乙炔基)并五苯或含硅氧烷的聚異戊二烯衍生物中的一種，所述半導(dǎo)體層厚度為30nm?lOOnm。
[0023]本發(fā)明中，引入蟲(chóng)膠層，因其獨(dú)特的材料特性，在常溫下為固體，受熱時(shí)一般在75°(:左右開(kāi)始熔化，120°C左右成為流體，如在此溫度下繼續(xù)受熱，它的聚合反應(yīng)很慢。溫度繼續(xù)升高時(shí)，隨著受熱時(shí)間的延長(zhǎng)，聚合反應(yīng)迅速進(jìn)行，蟲(chóng)膠的平均分子量不斷增大，粘度逐漸增加，軟化點(diǎn)逐步升高，顏色加深，熱硬化時(shí)間隨之不斷縮短，熱乙醇不溶物不斷增加，逐漸變稠失去流動(dòng)性，經(jīng)橡膠狀階段，最后變成在溶劑中不溶解、加熱也不熔化的角質(zhì)狀三維網(wǎng)狀聚合物。基于此種特性，當(dāng)采用蟲(chóng)膠作為襯底和封裝層時(shí)，可將蟲(chóng)膠加熱至熔化狀態(tài)，隨后迅速加熱，使其發(fā)生熱聚合，快速固化。從而起到很好的徹底和封裝的效果。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0025]—、該場(chǎng)效應(yīng)晶體管的二維可剝離的介電材料，通過(guò)蟲(chóng)膠粘著性剝離而形成穩(wěn)定幾個(gè)分子層厚度的介電層，減少了介電層的溶液法制備，從而有效杜絕了氯苯、甲苯、氯仿以及苯甲醚等有毒試劑的使用，同時(shí)減少了傳統(tǒng)二維材料剝離后轉(zhuǎn)移的過(guò)程，減少了介電層的損壞并提高了穩(wěn)定性；
[0026]二、機(jī)械剝離的介電層，由于其只有幾個(gè)分子層的厚度，從而有效的減小了器件的閾值電壓，提升了器件的性能；
[0027]三、通過(guò)使用蟲(chóng)膠作為襯底和封裝層，蟲(chóng)膠出色的致密性和防紫外線防輻射的優(yōu)點(diǎn)，既能使整個(gè)器件杜絕了空氣中水氧的影響，又可以防止紫外線和電磁輻射等對(duì)器件的干擾，從而提高整個(gè)器件的穩(wěn)定性和壽命；
[0028]四、蟲(chóng)膠來(lái)源廣泛，易溶于乙醇，便于溶液法制備蟲(chóng)膠薄膜，成本低廉，制備工藝簡(jiǎn)單，同時(shí)基于其獨(dú)特的熱熔與熱聚合特性，可以很方便的控制蟲(chóng)膠襯底和蟲(chóng)膠封裝層進(jìn)行融合，并且實(shí)現(xiàn)固化封裝，易于實(shí)施，方法可靠；
[0029]五、該場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵電極、源電極和漏電極采用的是含有10%?30%的蟲(chóng)膠和10%?30 %水溶性粘合劑的金屬納米線，一方面有利于金屬納米線涂覆在介電層上，另一方面水溶性粘合劑可以促進(jìn)金屬納米線與二維介電材料接觸，蟲(chóng)膠可以使得金屬納米線與后續(xù)的蟲(chóng)膠襯底熔為一體，使得蟲(chóng)膠襯底、二維介電材料、金屬納米線三者結(jié)為一體，進(jìn)而有利于襯底對(duì)介電層的機(jī)械剝離。制備采用的是絲網(wǎng)印刷或打印方法，這種方法相對(duì)于傳統(tǒng)的化學(xué)氣相沉積、熱氧化和真空蒸鍍方法，具有節(jié)能環(huán)保，易于大規(guī)模量產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
[0030]六、相對(duì)與傳統(tǒng)硅基場(chǎng)效應(yīng)晶體管，本發(fā)明可在大氣環(huán)境下持續(xù)穩(wěn)定工作，且所需材料、制備過(guò)程綠色無(wú)污染。
【附圖說(shuō)明】
[0031 ]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖中:1-襯底，2-柵電極，3-介電層，4-半導(dǎo)體層，5-漏電極，6_封裝層，7_源電極；
[0033]圖2是實(shí)施例1制備的器件的壽命測(cè)試曲線。
[0034]圖3是實(shí)施例6制備的器件的壽命測(cè)試曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0036]參照?qǐng)D1，本發(fā)明的一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備方法，包括襯底1、柵電極2、介電層3、半導(dǎo)體層4、漏電極5、封裝層6、源電極7，所述柵電極2設(shè)置于襯底I之上，介電層3設(shè)置于柵電極2之上，半導(dǎo)體層4設(shè)置于介電層3之上，漏電極5和源電極7分別設(shè)置于半導(dǎo)體層5之上，封裝層6設(shè)置于漏電極5和源電極7之上，覆蓋整個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件。
[0037]①先對(duì)二維可剝離的介電材料進(jìn)行徹底的清洗，清洗后干燥；
[0038]②在介電材料表面涂覆金屬納米線復(fù)合材料作為柵電極，并對(duì)其進(jìn)行固化；
[0039]③在柵電極上面制備蟲(chóng)膠層，并迅速提高器件加熱溫度，使得蟲(chóng)膠層熱熔狀態(tài)，使其與柵電極和介電材料緊密粘合在一起，冷卻，使蟲(chóng)膠層作為襯底；
[0040]④對(duì)襯底進(jìn)行機(jī)械剝離，將襯底，柵電極以及介電材料剝離下來(lái)，從而在柵電極上面形成介電層；
[0041]⑤在介電層上制備半導(dǎo)體層；
[0042]⑥在半導(dǎo)體層上制備源電極和漏電極；
[0043]⑦在源電極和漏電極上面制備蟲(chóng)膠層，作為封裝層；
[0044]⑧迅速提高器件加熱溫度，使得蟲(chóng)膠熱熔狀態(tài)，使封裝層的蟲(chóng)膠與襯底的蟲(chóng)膠熱熔到在一起，然后加熱蟲(chóng)膠到熱聚合溫度，使得蟲(chóng)膠發(fā)生熱聚合反應(yīng)，進(jìn)而固化為一體，起到封裝作用；
[0045]以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例:
[0046]實(shí)施例1:
[0047]如圖1所示為底柵頂接觸式結(jié)構(gòu)，各層的材料和厚度為:襯底為蟲(chóng)膠，柵電極、源電極和漏電極均為銀納米線，加入了 10%的蟲(chóng)膠和30%的水溶性粘合劑明膠，介電層采用云母片，厚度為5nm，半導(dǎo)體層為氧化鋅，厚度為30nm，封裝層為蟲(chóng)膠。用該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)高壽命高穩(wěn)定性的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0048]制備方法如下:
[0049]①先對(duì)云母片進(jìn)行徹底的清洗，清洗后干燥；
[0050]②在云母表面采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備銀納米線柵電極2，并對(duì)其進(jìn)行固化；
[0051]③在所述柵電極2上面制備蟲(chóng)膠層，并迅速提高器件加熱溫度到70°C?90°C，使得蟲(chóng)膠層熱熔狀態(tài)，使其與柵電極和云母片緊密粘合在一起，冷卻，使蟲(chóng)膠層作為襯底I;
[0052]④對(duì)所述襯底I進(jìn)行機(jī)械剝離，將襯底I，柵電極2以及云母片剝離下來(lái)，從而在柵電極2上面形成一層幾個(gè)分子層厚的云母介電層3;
[0053]⑤在介電層3上采用旋涂方法制備氧化鋅半導(dǎo)體層4;
[0054]⑥在半導(dǎo)體層4上采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備銀納米線源電極5和銀納米線漏電極7;
[0055]⑦在源電極5和漏電極7上面制備蟲(chóng)膠層，作為封裝層6;
[0056]⑧迅速提高器件加熱溫度到70°C?90°C，使得蟲(chóng)膠熱熔狀態(tài)，使封裝層的蟲(chóng)膠與襯底的蟲(chóng)膠熱熔到在一起，然后加熱蟲(chóng)膠到熱聚合溫度120°C?150°C，使得蟲(chóng)膠發(fā)生熱聚合反應(yīng)，進(jìn)而固化為一體，起到封裝作用。
[0057]實(shí)施例2:
[0058]如圖1所示為底柵頂接觸式結(jié)構(gòu)，各層的材料和厚度為:襯底為蟲(chóng)膠，柵電極、源電極和漏電極均為鋁納米線，加入了30%的蟲(chóng)膠和30%的水溶性粘合劑聚乙烯醇，介電層采用絲素蛋白片，厚度為8nm，半導(dǎo)體層為氧化石墨烯，厚度為30nm，封裝層為蟲(chóng)膠。用該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)尚壽命尚穩(wěn)定性的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0059]制備方法如同實(shí)施例1.
[0060]實(shí)施例3:
[0061]如圖1所示為底柵頂接觸式結(jié)構(gòu)，各層的材料和厚度為:襯底為蟲(chóng)膠，柵電極、源電極和漏電極均為金納米線，加入了30%的蟲(chóng)膠和10%的水溶性粘合劑明膠，介電層采用六方氮化硼，厚度為10nm，半導(dǎo)體層為碳納米管，厚度為50nm，封裝層為蟲(chóng)膠。用該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)尚壽命尚穩(wěn)定性的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0062]制備方法如同實(shí)施例1.
[0063]實(shí)施例4:
[0064]如圖1所示為底柵頂接觸式結(jié)構(gòu)，各層的材料和厚度為
[0065]:襯底為蟲(chóng)膠，柵電極、源電極和漏電極均為銅納米線，加入了10%的蟲(chóng)膠和30%的水溶性粘合劑明膠，介電層采用云母片，厚度為6nm，半導(dǎo)體層為氧化錫，厚度為30nm，封裝層為蟲(chóng)膠。用該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)高壽命高穩(wěn)定性的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0066]制備方法如同實(shí)施例1.
[0067]實(shí)施例5:
[0068]如圖1所示為底柵頂接觸式結(jié)構(gòu)，各層的材料和厚度為:襯底為蟲(chóng)膠，柵電極、源電極和漏電極均為鐵納米線，加入了20%的蟲(chóng)膠和20%的水溶性粘合劑明膠，介電層采用絲素蛋白片，厚度為8nm，半導(dǎo)體層為6，13-雙(三異丙基娃燒基乙炔基)并五苯，厚度為30nm，封裝層為蟲(chóng)膠。用該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)高壽命高穩(wěn)定性的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0069]制備方法如同實(shí)施例1.
[0070]實(shí)施例6:
[0071]如圖1所示為底柵頂接觸式結(jié)構(gòu)，各層的材料和厚度為:襯底為蟲(chóng)膠，柵電極、源電極和漏電極均為銀納米線，加入了20%的蟲(chóng)膠和30%的水溶性粘合劑聚乙烯醇，介電層采用云母片，厚度為5nm，半導(dǎo)體層為氧化石墨烯，厚度為50nm，封裝層為蟲(chóng)膠。用該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)尚壽命尚穩(wěn)定性的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0072]制備方法如下:
[0073]①先對(duì)云母片進(jìn)行徹底的清洗，清洗后干燥；
[0074]②在云母表面采用打印技術(shù)制備銀納米線柵電極2，并對(duì)其進(jìn)行固化；
[0075]③在所述柵電極2上面制備蟲(chóng)膠層，并迅速提高器件加熱溫度到70°C?90°C，使得蟲(chóng)膠層熱熔狀態(tài)，使其與柵電極和云母片緊密粘合在一起，冷卻，使蟲(chóng)膠層作為襯底I;
[0076]④對(duì)所述襯底I進(jìn)行機(jī)械剝離，將襯底I，柵電極2以及云母片剝離下來(lái)，從而在柵電極2上面形成一層幾個(gè)分子層厚的云母介電層3;
[0077]⑤在介電層3上采用旋涂方法制備氧化石墨烯半導(dǎo)體層4;
[0078]⑥在半導(dǎo)體層4上采用打印技術(shù)制備銀納米線源電極5和銀納米線漏電極7;
[0079]⑦在源電極5和漏電極7上面制備蟲(chóng)膠層，作為封裝層6;
[0080]⑧迅速提高器件加熱溫度到70°C?90°C，使得蟲(chóng)膠熱熔狀態(tài)，使封裝層的蟲(chóng)膠與襯底的蟲(chóng)膠熱熔到在一起，然后加熱蟲(chóng)膠到熱聚合溫度120°C?150°C，使得蟲(chóng)膠發(fā)生熱聚合反應(yīng)，進(jìn)而固化為一體，起到封裝作用。
[0081 ] 實(shí)施例7:
[0082]如圖1所示為底柵頂接觸式結(jié)構(gòu)，各層的材料和厚度為:襯底為蟲(chóng)膠，柵電極、源電極和漏電極均為銀納米線，加入了 10%的蟲(chóng)膠和30%的水溶性粘合劑明膠，介電層采用六方氮化硼，厚度為Snm，半導(dǎo)體層為含硅氧烷的聚異戊二烯衍生物，厚度為SOnm，封裝層為蟲(chóng)膠。用該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)高壽命高穩(wěn)定性的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0083]制備方法如同實(shí)施例6。
[0084]實(shí)施例8:
[0085]如圖1所示為底柵頂接觸式結(jié)構(gòu)，各層的材料和厚度為:襯底為蟲(chóng)膠，柵電極、源電極和漏電極均為金納米線，加入了 10%的蟲(chóng)膠和30%的水溶性粘合劑明膠，介電層采用絲素蛋白片，厚度為8nm，半導(dǎo)體層為氧化鋅，厚度為lOOnm，封裝層為蟲(chóng)膠。用該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)高壽命尚穩(wěn)定性的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0086]制備方法如同實(shí)施例6。
[0087]實(shí)施例9:
[0088]如圖1所示為底柵頂接觸式結(jié)構(gòu)，各層的材料和厚度為:襯底為蟲(chóng)膠，柵電極、源電極和漏電極均為鎳納米線，加入了 10%的蟲(chóng)膠和30%的水溶性粘合劑聚乙烯醇，介電層采用云母片，厚度為10nm，半導(dǎo)體層為氧化石墨烯，厚度為80nm，封裝層為蟲(chóng)膠。用該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)尚壽命尚穩(wěn)定性的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0089]制備方法如下:
[0090]①先對(duì)云母片進(jìn)行徹底的清洗，清洗后干燥；
[0091]②在云母表面采用打印技術(shù)制備銀納米線柵電極2，并對(duì)其進(jìn)行固化；
[0092]③在所述柵電極2上面制備蟲(chóng)膠層，并迅速提高器件加熱溫度到70°C?90°C，使得蟲(chóng)膠層熱熔狀態(tài)，使其與柵電極和云母片緊密粘合在一起，冷卻，使蟲(chóng)膠層作為襯底I;
[0093]④對(duì)所述襯底I進(jìn)行機(jī)械剝離，將襯底I，柵電極2以及云母片剝離下來(lái)，從而在柵電極2上面形成一層幾個(gè)分子層厚的云母介電層3;
[0094]⑤在介電層3上噴涂方法制備氧化石墨烯半導(dǎo)體層4;
[0095]⑥在半導(dǎo)體層4上采用打印技術(shù)制備銀納米線源電極5和銀納米線漏電極7;
[0096]⑦在源電極5和漏電極7上面制備蟲(chóng)膠層，作為封裝層6;
[0097]⑧迅速提高器件加熱溫度到70°C?90°C，使得蟲(chóng)膠熱熔狀態(tài)，使封裝層的蟲(chóng)膠與襯底的蟲(chóng)膠熱熔到在一起，然后加熱蟲(chóng)膠到熱聚合溫度120°C?150°C，使得蟲(chóng)膠發(fā)生熱聚合反應(yīng)，進(jìn)而固化為一體，起到封裝作用。
[0098]實(shí)施例10:
[0099]如圖1所示為底柵頂接觸式結(jié)構(gòu)，各層的材料和厚度為:襯底為蟲(chóng)膠，柵電極、源電極和漏電極均為金納米線，加入了20%的蟲(chóng)膠和10%的水溶性粘合劑明膠，介電層采用六方氮化硼，厚度為10nm，半導(dǎo)體層為3-已基噻吩，厚度為80nm，封裝層為蟲(chóng)膠。用該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)1?壽命1?穩(wěn)定性的場(chǎng)效應(yīng)晶體管D
[0100]制備方法如同實(shí)施例9。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，該場(chǎng)效應(yīng)晶體管從下到上依次為襯底、柵電極、介電層、半導(dǎo)體層、源電極和漏電極、封裝層，所述介電層為二維可剝離的介電材料，所述柵電極、源電極和漏電極為金屬納米線復(fù)合材料，所述二維可剝離的介電材料為絲素蛋白、云母或六方氮化硼中的一種，所述金屬納米線復(fù)合材料由以下重量百分比的材料構(gòu)成:金屬納米線40%?80%，蟲(chóng)膠10%?30%，水溶性粘合劑10%?30% ； 制備方法如下: ①先對(duì)二維可剝離的介電材料進(jìn)行徹底的清洗，清洗后干燥； ②在介電材料表面涂覆金屬納米線復(fù)合材料作為柵電極，并對(duì)其進(jìn)行固化； ③在柵電極上面制備蟲(chóng)膠層，并迅速提高器件加熱溫度，使得蟲(chóng)膠層熱熔狀態(tài)，使其與柵電極和介電材料緊密粘合在一起，冷卻，使蟲(chóng)膠層作為襯底； ④對(duì)襯底進(jìn)行機(jī)械剝離，將襯底，柵電極以及介電材料剝離下來(lái)，從而在柵電極上面形成介電層； ⑤在介電層上制備半導(dǎo)體層； ⑥在半導(dǎo)體層上制備源電極和漏電極； ⑦在源電極和漏電極上面制備蟲(chóng)膠層，作為封裝層； ⑧迅速提高器件加熱溫度，使得蟲(chóng)膠熱熔狀態(tài)，使封裝層的蟲(chóng)膠與襯底的蟲(chóng)膠熱熔到在一起，然后加熱蟲(chóng)膠到熱聚合溫度，使得蟲(chóng)膠發(fā)生熱聚合反應(yīng)，進(jìn)而固化為一體，起到封裝作用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，步驟③、⑦中，蟲(chóng)膠層采用旋涂法或滴涂法制備，步驟③、⑧中，蟲(chóng)膠熱熔狀態(tài)加熱溫度為70°C?90°C，步驟⑧中，蟲(chóng)膠熱聚合為120°C?150°C，加熱時(shí)間為0.5h?Ih。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其制備方法，其特征在于，步驟②和⑥中，柵電極、源電極、漏電極是通過(guò)絲網(wǎng)印刷或打印方法制備，所述步驟⑤中，所述半導(dǎo)體層是通過(guò)等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積、熱氧化、旋涂、真空蒸鍍、輥涂、滴膜、壓印、印刷或噴涂中的一種方法制備。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，介電層厚度為5nm?10nmo5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，所述蟲(chóng)膠為脫蠟蟲(chóng)膠。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，所述金屬納米線材料為鐵納米線、銅納米線、銀納米線、金納米線、招納米線、鎳納米線、鈷納米線、猛納米線、鎘納米線、銦納米線、錫納米線、鎢納米線或鉑納米線中的一種或多種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，所述的水溶性粘合劑為明膠或聚乙烯醇中的一種或兩種。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體層為氧化鋅、氧化錫、碳納米管、氧化石墨烯、聚3-已基噻吩，6，13-雙(三異丙基硅烷基乙炔基)并五苯或含硅氧烷的聚異戊二烯衍生物中的一種，所述半導(dǎo)體層厚度為30nm?10nm0
【文檔編號(hào)】H01L21/336GK105931971SQ201610548403
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年7月13日
【發(fā)明人】于軍勝, 莊昕明, 韓世蛟, 鄭華靖
【申請(qǐng)人】電子科技大學(xué)