[發明專利]一種圖案化薄膜的高溫退火方法

有效

• 申請號: 201810110906.7
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108346583B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 閆興振;王冠達;周路;楊帆;遲耀丹;高曉紅;邊虹宇;史愷;李旭;楊小天
• 申請（專利權）人: 吉林建筑大學
• 主分類號: H01L21/477
• 分類號: H01L21/477
• 代理公司: 深圳卓正專利代理事務所(普通合伙) 44388
• 代理人: 王平;萬正平

為克服現有技術中圖案化薄膜高溫退火后出現破裂的問題，提供一種圖案化薄膜的高溫退火方法，包括以下步驟：S1、在基底上形成液態的圖案化薄膜液，所述圖案化薄膜液中包括成膜材料和溶劑；S2、將圖案化薄膜液在預退火溫度下進行預退火處理，得到薄膜前體；所述預退火溫度比所述溶劑的沸點低4?5℃；S3、將薄膜前體在過渡退火溫度下進行過渡退火處理，得到薄膜過渡體；所述過渡退火溫度比目標退火溫度低100?150℃；S4、將薄膜過渡體在目標退火溫度下進行退火處理，然后冷卻，得到薄膜。經過本發明提供的高溫退火方法制備得到的薄膜不會破裂，品質高，為提高圖案化薄膜的性能提供很好的支撐條件。

技術領域

本發明屬于納米光電子材料制備領域，特別涉及一種圖案化薄膜的高溫退火方法。

背景技術

印刷電子是將特定功能性材料配制成液態油墨，根據電子器件和產品性能設計要求，印刷工藝技術，實現以大面積、柔性化、薄膜輕質化為特征的電子元器件和系統產品的生產。盡管目前印刷電子元器件和產品在分辨率、集成度等方面還達不到傳統硅基微電子器件的水平，但印刷電子工藝技術具備其獨特的自身優勢，優于傳統工藝技術的局限，省去曝光、顯影、刻蝕等繁瑣工藝，具備能耗低、材料浪費少，綠色無污染、可柔性加工、大面積生產等優勢，具備十分廣闊的應用前景，這使得國內外各研究組對印刷方式制備的半導體器件的工藝產生了濃厚的興趣。

然而，溶液方法制備半導體器件需要高溫退火(退火溫度在500～550℃)，有效去除溶液中的有機雜質，但打印方法制備的圖案化薄膜在400℃以上的退火過程后表面會出現破裂現象，限制了基于印刷方法的半導體器件制備與性能研究。所以，現階段急需一種有效的、易于大規模化生產的方法使得打印方法制備的圖案化薄膜達到理想的退火溫度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中圖案化薄膜高溫退火后出現破裂的問題，提供一種圖案化薄膜的高溫退火方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案如下：

提供一種圖案化薄膜的高溫退火方法，包括以下步驟：

S1、在基底上形成液態的圖案化薄膜液，所述圖案化薄膜液中包括成膜材料和溶劑；

S2、將圖案化薄膜液在預退火溫度下進行預退火處理，得到薄膜前體；所述預退火溫度比所述溶劑的沸點低4-5℃；

S3、將薄膜前體在過渡退火溫度下進行過渡退火處理，得到薄膜過渡體；所述過渡退火溫度比目標退火溫度低100-150℃；

S4、將薄膜過渡體在目標退火溫度下進行退火處理，然后冷卻，得到薄膜。

所述步驟S1中，在在基底上形成液態的圖案化薄膜液的方法為公知的，例如，利用高精度噴墨打印設備打印的圖案化薄膜液。通常，在N型Si/SiO₂基底上利用高精度噴墨打印設備打印圖案化薄膜液。如本領域所公知的，所述圖案化薄膜液中包括成膜材料和溶劑。

優選的，所述溶劑選自乙二醇甲醚、環己酮、乙二醇、N,N-二甲基甲酰胺中的一種或多種。更優選為乙二醇甲醚。上述各種溶劑為本領域所常用的，對于本領域技術人員而言，每種溶劑的沸點為公知的，例如，乙二醇甲醚沸點為124-125℃。

優選的，所述步驟S1中，所述成膜材料選自銦鋅氧、銦鎵鋅氧、銦錫氧、鎵鋅氧中的一種或多種。更優選為銦鋅氧。上述各種成膜材料為本領域所常用的，對于本領域技術人員而言，每種材料在退火時所對應的目標退火溫度為公知的，例如，成膜材料為銦鋅氧時，目標退火溫度為500-550℃。

打印得到的圖案化薄膜液包括多個微圖案，優選的，所述步驟S1中，所述微圖案的尺寸為1000微米以下。本發明中，上述微圖案的尺寸定義為微圖案的長度或寬度。微圖案的尺寸在上述范圍內利于在本發明提供的方法下進行預退火處理，使溶劑盡可能的揮發，使圖案化薄膜形貌有效的固化，保證其品質。