[發(fā)明專利]碳納米管復合薄膜的制備方法、碳納米管TFT及其制備方法

有效

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• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN108987576B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設計）人: 謝華飛
• 申請（專利權）人: 深圳市華星光電半導體顯示技術有限公司
• 主分類號: H01L51/05
• 分類號: H01L51/05;H01L51/00;H01L51/40;B82Y30/00;B82Y10/00
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰;陽志全

本發(fā)明公開了一種碳納米管復合薄膜的制備方法，包括：提供一襯底；在襯底上涂覆溶有帶電聚合物的第一水溶液以形成聚合物層；將半導體型單壁碳納米管分散至溶有帶電化合物的第二水溶液中，得到半導體型單壁碳納米管水溶液，帶電化合物與帶電聚合物的電荷性質相反；將半導體型單壁碳納米管水溶液涂覆在聚合物層上；靜置預定時間后，去除未吸附的半導體型單壁碳納米管和多余的帶電聚合物；風干，在聚合物層上形成碳納米管薄膜。本發(fā)明還提供了一種碳納米管TFT及其制備方法。本發(fā)明在涂覆碳納米管水溶液前在襯底上涂覆有一層與碳納米管水溶液的電荷性質相反的聚合物水溶液，帶電聚合物在襯底上具有良好的吸附性和延平性，因此表面包裹有帶電荷小分子的碳納米管可很好地平鋪到襯底上。

技術領域

本發(fā)明涉及碳納米材料應用技術領域，尤其涉及一種碳納米管復合薄膜的制備方法、碳納米管TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶體管)及其制備方法。

背景技術

碳元素是目前擁有納米結構和特性最為豐富的材料之一，如富勒烯、碳量子點、碳納米管、石墨烯等由于具有優(yōu)異的化學、物理、機械和電子性能而引起了科研人員的極大研究興趣和實驗應用。

在眾多碳納米材料中，碳納米管是一種以苯環(huán)結構(即六角形蜂巢結構)周期性緊密排列的碳原子所構成的管狀一維碳材料，由于其優(yōu)異和獨特的電學和光學性能，近年來對其在電子器件領域的應用研究越來越深入。半導體型單壁碳納米管被認為是最有應用價值的電學材料之一，因優(yōu)良的力學、熱學、電學性能和化學穩(wěn)定性，可以用于高頻器件，提高器件的頻率響應范圍；另外隨著傳統(tǒng)Si半導體器件的尺寸不斷縮小，一些不可避免的制約因素不斷顯現(xiàn)出來，如短溝道效應、小尺寸下?lián)诫s濃度的統(tǒng)計漲落造成器件性質不均勻性，而單壁碳納米管由于免摻雜即可制備出n型或p型晶體管進而應用與集成電路，有可能取代硅基半導體應用而受到重視。

結合純碳形式或者雜化結構的納米碳材料的維度和量子限制效應所產生的獨特的性質，能夠產生前所未有的物理性能和機械性能，為碳基器件的構建都提供了一個潛在的途徑。

碳納米管因具有高遷移率、帶隙可調、穩(wěn)定性好、透光性好、柔韌性好等優(yōu)點，在電子器件及柔性器件方面具有極大的應用前景。自1997年被發(fā)現(xiàn)以來，碳納米管在單壁與多壁的可控制備、金屬性與半導體性的純化、性能及應用等方面進行了大量研究。其中單一屬性碳納米管是當前碳納米管研究的重點和難點，目前國內外尚無可高效制備高質量半導體型單壁碳納米管的有效方法，為實現(xiàn)碳納米管在薄膜晶體管及柔性電子器件中的高端應用，亟需發(fā)展單一導電屬性單壁碳納米管的制備技術。

發(fā)明內容

鑒于現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提供了一種碳納米管復合薄膜的制備方法、碳納米管TFT及其制備方法，半導體型單壁碳納米管成膜質量較高且制程簡單、制作效率高，有利于節(jié)約生產成本、減少環(huán)境污染。

為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了如下的技術方案：

提供一襯底；

在所述襯底上涂覆溶有帶電聚合物的第一水溶液，以形成聚合物薄膜；

將半導體型單壁碳納米管分散至溶有帶電化合物的第二水溶液中，得到半導體型單壁碳納米管水溶液，所述帶電化合物與所述帶電聚合物的電荷性質相反；

將所述半導體型單壁碳納米管水溶液涂覆在所述聚合物薄膜上；

靜置預定時間后，用去離子水沖洗以去除未吸附的半導體型單壁碳納米管和多余的帶電聚合物；

風干，在所述聚合物薄膜上形成碳納米管薄膜。

作為其中一種實施方式，所述的碳納米管復合薄膜的制備方法還包括：在所述襯底上涂覆溶有帶電聚合物的第一水溶液后，通過氣刀吹干所述襯底；在將所述半導體型單壁碳納米管水溶液涂覆在所述聚合物薄膜后，通過氣刀吹干所述聚合物薄膜。

作為其中一種實施方式，所述帶電聚合物為聚賴氨酸、聚乙烯亞胺或殼聚糖。