[发明专利]氧化物薄膜晶体管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种氧化物薄膜晶体管及其制备方法。

背景技术

薄膜晶体管（TFT，Thin Film Transistor）主要应用于控制和驱动液晶显示器（LCD，Liquid Crystal Display）、有机发光二极管（OLED，Organic Light-Emitting Diode）显示器的子像素，是平板显示领域中最重要的电子器件之一。

在平板显示方面，目前主要使用氢化非晶硅（a-Si:H）或多晶硅等材料的薄膜晶体管，然而氢化非晶硅材料的局限性主要表现在对光敏感、电子迁移率低（<1cm²/Vs）以及电学参数稳定性差等方面，而多晶硅薄膜的局限性主要体现在电学性质均匀性差、制备温度高以及成本高等方面。

基于氧化物的薄膜晶体管电子迁移率高（1～100cm²/Vs）、制备温度低（<400℃，远低于玻璃的熔点）、成本低（只需要普通的溅射工艺即可完成）以及持续工作稳定性好的特点，基于金属氧化物的薄膜晶体管在平板显示领域尤其是有机发光显示（OLED）领域有替代传统的硅材料工艺薄膜晶体管的趋势，受到学术界和业界的关注和广泛研究。

然而，由于氧化物半导体稳定性差，容易造成氧化物薄膜晶体管的电学稳定性差，表现在器件的正扫和回扫的转移特性曲线之间磁滞回线较大，阈值电压容易发生漂移等。

因此，针对现有技术不足，提供一种电学稳定性好的氧化物薄膜晶体管及其制备方法以克服现有技术不足甚为必要。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种氧化物薄膜晶体管，该氧化物薄膜晶体管具有稳定性好的特点。

本发明的上述目的通过如下技术手段实现。

一种氧化物薄膜晶体管，设置有表面自主装单分子层，所述表面自主装单分子层固定设置于氧化物半导体层的裸露面表面。

上述表面自主装单分子层是通有机溶剂或无机溶剂处理所述氧化物半导体层的表面获得的；

当通过有机溶剂处理时，所述有机溶剂为甲醇、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜（DMSO）、六甲基磷酰三胺(HMPA)、氧化吡啶或酮类中的任意一种；

当通过无机溶剂处理时，所述无机溶剂为双氧水。

另一优选的，上述表面自主装单分子层是通过烷烃硫醇处理所述氧化物半导体层的表面获得的。

另一优选的，上述表面自主装单分子层通过烷基或苯基取代的三乙氧基硅烷处理所述氧化物半导体层的表面获得的。

以上的，上述氧化物薄膜晶体管还设置有基板、栅极、绝缘层、源极和漏极；

所述栅极位于所述基板之上，所述绝缘层位于所述栅极之上，所述氧化物半导体层、所述源极和所述漏极位于所述绝缘层之上，所述表面自主装单分子层位于所述氧化物半导体层的上表面，所述源极和所述漏极相互间隔并分别与所述氧化物半导体层或所述表面自主装单分子层的两端电性相接。

上述氧化物半导体层的材料为ZnO。

上述氧化物半导体层的材料为ZnO中掺入In、Ga、Sn、Cd、Al、Si、Ni、Ta、W、Hf、Y、Ti、La、Nd、Ce、Pr、Pm、Sm、Eu中的任意一种或两种以上元素。

本发明的氧化物薄膜晶体管，设置有表面自主装单分子层，所述表面自主装单分子层固定设置于氧化物半导体层的裸露面表面。通过设置表面自主装单分子层，该表面自主装单分子层能在不损伤氧化物半导体层的前提下有效修饰氧化物表面以降低氧化物半导体的表面能，减少水、氧吸附和解吸附现象，从而提高器件的稳定性。表面自主装单分子层还能填充氧化物半导体上的悬挂键和一些结构缺陷，提高载流子的迁移率。此外，表面自主装单分子层还能提高氧化物半导体的抗蚀性，减少后续镀膜或刻蚀对其造成的损伤。故本发明的氧化物薄膜晶体管具有稳定性好、制备工艺简单、成本低廉的特点。

本发明的另一目是提供一种氧化物薄膜晶体管的制备方法，所制备的氧化物薄膜晶体管具有稳定性好的特点。

本发明的上述目的通过如下技术手段实现。

一种氧化物薄膜晶体管的制备方法，通过旋涂、滴涂或浸泡的方法在氧化物半导体层的裸露面表面制备表面自主装单分子层。

具体的，使用有机溶剂或者无机溶剂或者烷烃硫醇或者通过烷基或苯基取代的三乙氧基硅烷处理所述氧化物半导体层的裸露面表面制备表面自主装单分子层；

当通过有机溶剂处理时，所述有机溶剂为甲醇、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜（DMSO）、六甲基磷酰三胺(HMPA)、氧化吡啶或酮类中的任意一种；