[發明專利]一種新型底柵結構的柔性薄膜晶體管及其制備方法

在審

• 申請號: 201610182132.X
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN105742369A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 魏雄邦;全勇;肖倫;陳志;劉騰飛;龐韓英
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L21/336;H01L29/06
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

1.一種新型底柵結構的柔性薄膜晶體管，自下而上依次為柔性襯底、柵電極、絕緣層、有源層和源漏電極，所述柵電極和源漏電極為銀納米線薄膜，所述絕緣層為PMMA薄膜。

2.根據權利要求1所述的新型底柵結構的柔性薄膜晶體管，其特征在于，所述柔性襯底為聚二甲基硅氧烷、聚酰亞胺、聚偏氟乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯。

3.根據權利要求1所述的新型底柵結構的柔性薄膜晶體管，其特征在于，所述有源層為IGZO薄膜、ITZO薄膜、IAZO薄膜。

4.根據權利要求1所述的新型底柵結構的柔性薄膜晶體管，其特征在于，所述柔性襯底的厚度為0.2～0.3mm，所述柵電極的厚度為80～100nm，所述絕緣層的厚度為500～800nm，所述有源層的厚度為70～100nm，所述源漏電極的厚度為80～100nm。

5.根據權利要求1所述的新型底柵結構的柔性薄膜晶體管，其特征在于，所述柔性襯底采用旋涂法制備，所述柵電極采用噴涂法或旋涂法制備，所述絕緣層采用噴涂法或旋涂法制備，所述有源層采用濺射法制備，所述源漏電極采用噴涂法或旋涂法制備。

6.一種新型底柵結構的柔性薄膜晶體管的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：制備柔性襯底，清洗備用；

步驟2：在步驟1得到的柔性襯底上制備銀納米線薄膜，作為柵電極；

步驟3：在步驟2得到的柵電極上制備聚甲基丙烯酸甲酯，作為絕緣層；

步驟4：在步驟3得到的絕緣層上采用磁控濺射法制備有源層；

步驟5：在步驟4得到的有源層上制備銀納米線薄膜，作為源漏電極。

7.根據權利要求6所述的新型底柵結構的柔性薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，步驟1所述柔性襯底為聚二甲基硅氧烷、聚酰亞胺、聚偏氟乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯；其中，制備聚二甲基硅氧烷柔性襯底的具體過程為：將聚二甲基硅氧烷主劑和硬化劑按質量比10:1的比例混合，在0.1Torr的真空環境下放置10～30min，得到聚二甲基硅氧烷旋涂液；然后在硅烷化處理后的玻璃基片上旋涂上述聚二甲基硅氧烷旋涂液；最后將旋涂后的帶聚二甲基硅氧烷的玻璃基片在60～80℃溫度下干燥1～3h進行固化成型，將固化成型后的聚二甲基硅氧烷薄膜剝離下，進行等離子體氧處理使其表面親水，即可得到厚度為0.2～0.3mm的聚二甲基硅氧烷柔性襯底。

8.根據權利要求6所述的新型底柵結構的柔性薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，步驟2所述銀納米線薄膜柵電極的制備過程具體為：首先，采用液相多元醇合成法制備銀納米線混合液，在得到的銀納米線混合液中加入體積為銀納米線混合液3～5倍的丙酮后混合均勻，然后離心分離，得到的銀納米線取出后加入乙醇、丙酮或去離子水分散溶劑中，超聲得到穩定的銀納米線分散液，所述銀納米線分散液的質量濃度為5～10mg/mL；將上步得到的銀納米線分散液加入噴墨打印機中，將步驟1清洗后的柔性襯底放在加熱臺上，調節加熱臺的溫度為80～120℃，噴涂銀納米線，即可在柔性襯底上得到圖案化的銀納米線薄膜，然后在120℃溫度下退火1～2h，即可得到厚度為80～100nm的銀納米線柵電極。

9.根據權利要求6所述的新型底柵結構的柔性薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，步驟3所述PMMA絕緣層的制備過程具體為：首先配制聚甲基丙烯酸甲酯噴涂液，采用聚甲基丙烯酸甲酯作為溶質，苯甲醚或三氯甲烷作為溶劑，配制得到質量濃度為100mg/mL的聚甲基丙烯酸甲酯噴涂液；將上述聚甲基丙烯酸甲酯噴涂液加入噴墨打印機中，將步驟2得到的帶柵電極的柔性襯底放在加熱臺上，調節加熱臺的溫度為80～100℃，噴涂聚甲基丙烯酸甲酯，即可在柵電極上得到PMMA，然后在100～120℃溫度下退火1～2h，得到厚度為500～800nm的PMMA薄膜，即為絕緣層。

10.根據權利要求6所述的新型底柵結構的柔性薄膜晶體管的制備方法，其特征在于，步驟4所述有源層為IGZO薄膜、ITZO薄膜、IAZO薄膜，其中，采用磁控濺射法制備IGZO薄膜時，濺射靶材為摩爾比In:Ga:Zn＝1:1:1的金屬靶材，濺射溫度為20～50℃，濺射電壓為210～240V的直流電壓，濺射氣氛為氧氣和氬氣的混合氣體，所述氧氣與氬氣的流量比為(1～10)：100，濺射氣壓為2～4mTorr，濺射得到的IGZO薄膜的厚度為70～100nm。