[發明專利]一種非晶氧化物柔性薄膜晶體管及其制備方法

在審

• 申請號: 201710947177.6
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107749423A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 寧洪龍;劉賢哲;姚日暉;胡詩犇;張嘯塵;李曉慶;張建東;徐苗;王磊;彭俊彪
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L21/336;H01L29/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 羅嘯秋

技術領域

本發明屬于顯示器件技術領域，具體涉及一種非晶氧化物柔性薄膜晶體管及其制備方法。

背景技術

近年來，平板顯示面板的應用十分廣泛，主要應用領域包括智能手機、平板電腦、筆記本電腦、電視、顯示器等。目前，剛性的平板顯示正朝向柔性顯示方向發展。其中，非晶氧化物薄膜晶體管(TFT)在以有源矩陣驅動液晶顯示(AMLCD)和有源矩陣有機發光二極管(AMOLED)為代表的平板顯示起重要作用，驅動面板的柔性化是實現柔性顯示的基礎。

對于非晶氧化物TFT來說，通常需要經過高溫退火處理方式來改善器件的電學性能。然而柔性襯底通常是不能承受高溫退火處理的。因此，低溫處理氧化物薄膜晶體管工藝是實現柔性氧化物驅動面板的關鍵點。同時，對于柔性TFT來說，器件內部應力的調控和抗彎折能力要求很高。

發明內容

針對以上現有技術存在的缺點和不足之處，本發明的首要目的在于提供一種非晶氧化物柔性薄膜晶體管。

本發明的另一目的在于提供上述非晶氧化物柔性薄膜晶體管的制備方法。

本發明目的通過以下技術方案實現：

一種非晶氧化物柔性薄膜晶體管，由依次層疊的玻璃基板、聚酰亞胺柔性基底層、SiO₂緩沖層、源/漏電極、非晶摻硅氧化錫有源層、SiO₂柵絕緣層，Si₃N₄柵絕緣層和柵極構成；其中，源/漏電極位于有源層和SiO₂柵絕緣層兩側，Si₃N₄柵絕緣層覆蓋于SiO₂柵絕緣層上表面并與源/漏電極接觸。

優選地，所述聚酰亞胺柔性基底層的厚度為10～20um；所述SiO₂緩沖層的厚度為200～300nm；所述非晶摻硅氧化錫有源層的厚度為5～10nm；所述SiO₂柵絕緣層的厚度為50～100nm；所述Si₃N₄柵絕緣層的厚度為200～300nm。

優選地，所述非晶摻硅氧化錫有源層中硅的摻雜濃度為3～6wt％。

優選地，所述非晶摻硅氧化錫有源層的霍爾遷移率控制為4.7～7.1cm²/Vs，載流子濃度控制為4.09×10¹⁸～2.97×10¹⁹cm^-3。

上述非晶氧化物柔性薄膜晶體管的制備方法，包括如下制備步驟：

(1)在玻璃基板上旋涂一層聚酰亞胺柔性基底層；

(2)采用射頻磁控濺射在聚酰亞胺上沉積SiO₂緩沖層；

(3)采用射頻磁控濺射在緩沖層上沉積非晶摻硅氧化錫薄膜，作為有源層；

(4)利用掩膜法在有源層兩側直流磁控濺射制備源/漏電極；

(5)采用室溫物理氣相沉積法在有源層上表面依次沉積SiO₂柵絕緣層和Si₃N₄柵絕緣層，SiO₂柵絕緣層位于源/漏電極之間，Si₃N₄柵絕緣層位于SiO₂柵絕緣層和源/漏電極的上表面；

(6)在Si₃N₄柵絕緣層上直流磁控濺射沉積制備柵極，并采用光刻技術圖形化，得到所述非晶氧化物柔性薄膜晶體管。

優選地，步驟(3)中所述射頻磁控濺射的功率為300W，工作氣壓為2～4mtorr，氬氣/氧氣流量比為20/1～20/3。