[发明专利]一种新型底栅结构的柔性薄膜晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种新型底栅结构的柔性薄膜晶体管，自下而上依次为柔性衬底、栅电极、绝缘层、有源层和源漏电极，所述栅电极和源漏电极为银纳米线薄膜，所述绝缘层为PMMA薄膜。

2.根据权利要求1所述的新型底栅结构的柔性薄膜晶体管，其特征在于，所述柔性衬底为聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯。

3.根据权利要求1所述的新型底栅结构的柔性薄膜晶体管，其特征在于，所述有源层为IGZO薄膜、ITZO薄膜、IAZO薄膜。

4.根据权利要求1所述的新型底栅结构的柔性薄膜晶体管，其特征在于，所述柔性衬底的厚度为0.2～0.3mm，所述栅电极的厚度为80～100nm，所述绝缘层的厚度为500～800nm，所述有源层的厚度为70～100nm，所述源漏电极的厚度为80～100nm。

5.根据权利要求1所述的新型底栅结构的柔性薄膜晶体管，其特征在于，所述柔性衬底采用旋涂法制备，所述栅电极采用喷涂法或旋涂法制备，所述绝缘层采用喷涂法或旋涂法制备，所述有源层采用溅射法制备，所述源漏电极采用喷涂法或旋涂法制备。

6.一种新型底栅结构的柔性薄膜晶体管的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：制备柔性衬底，清洗备用；

步骤2：在步骤1得到的柔性衬底上制备银纳米线薄膜，作为栅电极；

步骤3：在步骤2得到的栅电极上制备聚甲基丙烯酸甲酯，作为绝缘层；

步骤4：在步骤3得到的绝缘层上采用磁控溅射法制备有源层；

步骤5：在步骤4得到的有源层上制备银纳米线薄膜，作为源漏电极。

7.根据权利要求6所述的新型底栅结构的柔性薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，步骤1所述柔性衬底为聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯；其中，制备聚二甲基硅氧烷柔性衬底的具体过程为：将聚二甲基硅氧烷主剂和硬化剂按质量比10:1的比例混合，在0.1Torr的真空环境下放置10～30min，得到聚二甲基硅氧烷旋涂液；然后在硅烷化处理后的玻璃基片上旋涂上述聚二甲基硅氧烷旋涂液；最后将旋涂后的带聚二甲基硅氧烷的玻璃基片在60～80℃温度下干燥1～3h进行固化成型，将固化成型后的聚二甲基硅氧烷薄膜剥离下，进行等离子体氧处理使其表面亲水，即可得到厚度为0.2～0.3mm的聚二甲基硅氧烷柔性衬底。

8.根据权利要求6所述的新型底栅结构的柔性薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，步骤2所述银纳米线薄膜栅电极的制备过程具体为：首先，采用液相多元醇合成法制备银纳米线混合液，在得到的银纳米线混合液中加入体积为银纳米线混合液3～5倍的丙酮后混合均匀，然后离心分离，得到的银纳米线取出后加入乙醇、丙酮或去离子水分散溶剂中，超声得到稳定的银纳米线分散液，所述银纳米线分散液的质量浓度为5～10mg/mL；将上步得到的银纳米线分散液加入喷墨打印机中，将步骤1清洗后的柔性衬底放在加热台上，调节加热台的温度为80～120℃，喷涂银纳米线，即可在柔性衬底上得到图案化的银纳米线薄膜，然后在120℃温度下退火1～2h，即可得到厚度为80～100nm的银纳米线栅电极。

9.根据权利要求6所述的新型底栅结构的柔性薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，步骤3所述PMMA绝缘层的制备过程具体为：首先配制聚甲基丙烯酸甲酯喷涂液，采用聚甲基丙烯酸甲酯作为溶质，苯甲醚或三氯甲烷作为溶剂，配制得到质量浓度为100mg/mL的聚甲基丙烯酸甲酯喷涂液；将上述聚甲基丙烯酸甲酯喷涂液加入喷墨打印机中，将步骤2得到的带栅电极的柔性衬底放在加热台上，调节加热台的温度为80～100℃，喷涂聚甲基丙烯酸甲酯，即可在栅电极上得到PMMA，然后在100～120℃温度下退火1～2h，得到厚度为500～800nm的PMMA薄膜，即为绝缘层。

10.根据权利要求6所述的新型底栅结构的柔性薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，步骤4所述有源层为IGZO薄膜、ITZO薄膜、IAZO薄膜，其中，采用磁控溅射法制备IGZO薄膜时，溅射靶材为摩尔比In:Ga:Zn＝1:1:1的金属靶材，溅射温度为20～50℃，溅射电压为210～240V的直流电压，溅射气氛为氧气和氩气的混合气体，所述氧气与氩气的流量比为(1～10)：100，溅射气压为2～4mTorr，溅射得到的IGZO薄膜的厚度为70～100nm。