[發明專利]一種TMO薄膜和TMO-TFT的超低溫制備方法

在審

• 申請號: 202111199880.6
• 申請日: 2021-10-14
• 公開（公告）號: CN114121661A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 栗旭陽;彌謙;梁海峰;蔡長龍;潘永強;徐均琪
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/786
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 巴曉艷

本發明提供了一種TMO薄膜和TMO?TFT的超低溫制備方法。該超低溫制備方法包括：S1：制備TMO前驅液；S2：基片的清洗及表面活化；S3：預沉積TMO濕膜的制備；S4：對S3中獲得的預沉積TMO濕膜進行預退火，獲得預退火TMO薄膜；S5：對S4中獲得的預退火TMO薄膜進行N₂等離子處理或進行N₂等離子處理與后退火，獲得TMO薄膜；S6：將S5獲得的TMO薄膜作為有源層制備TFT，獲得TMO?TFT。本發明在保證TMO薄膜具有良好半導體特性以及TMO?TFT展現優異電學特性的同時，實現了TMO薄膜及TMO?TFT的超低溫制備，從而增強了TMO?TFT與柔性基板的兼容性。

【技術領域】

本發明涉及半導體技術及等離子技術領域，尤其涉及一種TMO薄膜和TMO-TFT的超低溫制備方法。

【背景技術】

信息時代的深度發展及人工智能的應用，開啟了萬物互聯的智能時代，促使了智能終端的快速發展。顯示屏作為智能終端進行人機交互的主要“窗口”，是消費者感官體驗的關鍵。隨著智慧城市的發展及消費者對智能化美好生活的追求，促使智能手機、智能電視、電腦、智慧大屏、智能汽車及智能家居等終端設備的功能日益強大，使得終端設備在對處理器芯片提出更高要求的同時，為了滿足消費者更好的感官體驗，對顯示器的分辨率、對比度、響應度、輕薄度、柔性化、色域及能耗提出了更高的要求，從而促使了更高性能新型顯示器件的發展。隨著曲面屏及折疊屏手機的相繼商用，柔性顯示技術倍受業界關注的同時，激發了消費者的濃厚興趣。柔性顯示技術在剛性顯示技術的基礎上發展而來，相對剛性顯示技術，在柔性基板上實現柔性顯示器件的制備對顯示組件的制備溫度提出了一定的要求。

TFT作為顯示技術的的核心共性與關鍵技術,其低溫制備成為實現高質量柔性顯示器件的關鍵。自2004年日本東京工業大學細野秀雄研究組報道了具有高可見光透過率、高場效應遷移率、好的制備均一性，可低溫制備的IGZO-TFT以來，TMO-TFT迅速引起了廣泛關注。經過近十幾年的發展，TMO-TFT已擁有直流/磁控濺射、分子束外延、激光脈沖沉積、溶液法等多種制備方法。其中溶液法由于工藝簡單、成本低、產出高、以及易于大面積制備的特點，被廣泛應用于TMO-TFT的制備中。然而傳統溶液法通常需要400℃的高溫退火過程實現TMO-TFT的有效激活，該退火溫度高于大多數柔性基板的耐受溫度，從而限制了傳統溶液法在柔性顯示技術中的應用。因此，針對TMO薄膜及TMO-TFT低溫溶液法制備技術的研究對實現低成本、大面積、快速印刷制備柔性顯示器件具有重大意義。

等離子體是由中性原子團和電離產生的正負離子混合而成的離子態氣體化合物，具有良好的導電性，利用一些特殊的方法可以實現等離子體的捕捉、移動或者加速，由于其特殊的存在狀態，被稱為第四種物質存在形態。在等離子體中，粒子之間的相互作用力長程有效，等離子體中帶電粒子的運動，能引起帶電粒子的重新分布從而產生電場，或者引起電荷的定向運動形成電流，進而產生磁場，產生的電場和磁場又會影響其它帶電粒子的運動狀態，整個過程伴隨著熱輻射和熱傳導的產生。將等離子體應用于化學反應中時，反應過程中所需的熱能可被等離子體中生成的熱輻射和熱傳導以及離子放電的電能轉化提供，從而大大降低化學反應過程所需的溫度。由此可見，將等離子處理引入到TMO薄膜的制備過程中，具有實現溶液法TMO薄膜低溫制備的潛力。

因此，有必要研究一種TMO薄膜和TMO-TFT的超低溫制備方法來應對現有技術的不足，以解決或減輕上述一個或多個問題。

【發明內容】

有鑒于此，本發明提供了一種TMO薄膜和TMO-TFT的超低溫制備方法，在保證TMO薄膜具有良好半導體特性以及TMO-TFT具有優異電學特性的同時，實現TMO薄膜及TMO-TFT的超低溫制備，從而增強TMO-TFT與柔性基板的柔性兼容性。

一方面，本發明提供一種基于溶液法TMO薄膜的超低溫制備方法，所述TMO薄膜的超低溫制備方法包括以下步驟：

S1：制備TMO前驅液；

S2：對基片進行清洗和表面活化；