[發明專利]一種薄膜晶體管及其制備方法

有效

• 申請號: 201710232650.2
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN108695376B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 陳崧;錢磊;楊一行;曹蔚然;向超宇
• 申請（專利權）人: TCL集團股份有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L21/336;H01L29/786
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開一種薄膜晶體管及其制備方法，其中，所述薄膜晶體管的半導體層材料為納米顆粒薄膜經交聯處理形成的交聯納米顆粒薄膜。本發明通過將交聯納米顆粒薄膜應用在薄膜晶體管中的半導體層中，能有效減少熱載流子效應，并顯著提高薄膜晶體管的性能。

技術領域

本發明涉及液晶顯示領域，尤其涉及一種薄膜晶體管及其制備方法。

背景技術

薄膜晶體管（thin film transistor，TFT）作為一種開關元件被廣泛地應用在液晶顯示等電子裝置中。

溶液法制備薄膜晶體管的過程中，氧化物納米顆粒是形成相應氧化物薄膜的重要解決方案之一，這主要是因為氧化物納米顆粒（或球形氧化物納米晶）具有良好的結晶程度，這保證了其與體材料（低維材料）相似的光學、電學性質；另一方面，由于氧化物納米顆粒自組裝成膜的效果很好，使低成本的涂布制備工藝可以被應用。常見的氧化物納米顆粒包括氧化鋅（ZnO_x）納米顆粒，氧化鈦（TiO_x）納米顆粒等，該納米顆粒的薄膜通常應用在薄膜晶體管的半導體層中。

盡管如此，納米顆粒之間相互堆積形成的薄膜與體材料薄膜仍然存在區別，這主要體現在載流子的傳輸特性上。雖然納米顆粒內部具有良好的結晶性，但這樣的結構只局限在納米級別的范圍內，即便在密排的情況下，納米顆粒之間往往是由絕緣的表面配體填充甚至沒有任何物質填充。如此，納米顆粒之間存在相當高的載流子傳輸勢壘，載流子在納米顆粒薄膜內部的傳輸只能遵循跳躍式傳輸的規律，這導致材料在薄膜尺度下表現出的載流子遷移率遠小于相應的體材料薄膜，因此，將現有結構的納米顆粒薄膜應用在薄膜晶體管的半導體層中，容易引起熱載流子效應，從而導致器件性能較差。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種薄膜晶體管及其制備方法，旨在解決現有薄膜晶體管的性能較差的問題。

本發明的技術方案如下：

一種薄膜晶體管，其中，所述薄膜晶體管的半導體層材料為納米顆粒薄膜經交聯處理形成的交聯納米顆粒薄膜。

所述的薄膜晶體管，其中，所述薄膜晶體管包括襯底、位于襯底上的源電極和漏電極、位于所述源電極和漏電極上的絕緣層、位于所述絕緣層上的柵電極，所述襯底上還設置有半導體層，所述源電極和漏電極之間被所述半導體層隔開。

所述的薄膜晶體管，其中，所述薄膜晶體管包括從下至上依次疊加的襯底、柵電極、絕緣層以及半導體層，所述半導體層上設置有源電極和漏電極，所述源電極和漏電極彼此分開。

所述的薄膜晶體管，其中，所述薄膜晶體管包括從下至上依次疊加的襯底、柵電極、絕緣層以及半導體層，所述絕緣層上還設置有源電極和漏電極，所述源電極和漏電極位于所述半導體層內部并被所述半導體層分開。

一種如上任一所述的薄膜晶體管的制備方法，其中，所述半導體層材料的具體制備過程包括：

步驟A、將納米顆粒分散在溶劑中，并攪拌均勻，得到納米顆粒溶液；

步驟B、通過溶液法將納米顆粒溶液制成納米顆粒薄膜，并通入組合氣體，促使交聯反應發生，得到交聯納米顆粒薄膜作為半導體層。

所述的薄膜晶體管的制備方法，其中，所述組分氣體包括還原性氣體、氧氣、水汽和二氧化碳。

所述的薄膜晶體管的制備方法，其中，所述還原性氣體偏壓控制在1~100Pa之間，氧氣偏壓控制在0~2×10⁴Pa之間，水汽偏壓控制在0~2×10³Pa之間、二氧化碳偏壓控制在0~100Pa之間。

所述的薄膜晶體管的制備方法，其中，所述步驟A中，所述納米顆粒溶液的質量濃度為1~100mg/ml，所述溶劑為醇類溶劑。