[发明专利]一种非晶氧化物柔性薄膜晶体管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于显示器件技术领域，具体涉及一种非晶氧化物柔性薄膜晶体管及其制备方法。

背景技术

近年来，平板显示面板的应用十分广泛，主要应用领域包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、电视、显示器等。目前，刚性的平板显示正朝向柔性显示方向发展。其中，非晶氧化物薄膜晶体管(TFT)在以有源矩阵驱动液晶显示(AMLCD)和有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)为代表的平板显示起重要作用，驱动面板的柔性化是实现柔性显示的基础。

对于非晶氧化物TFT来说，通常需要经过高温退火处理方式来改善器件的电学性能。然而柔性衬底通常是不能承受高温退火处理的。因此，低温处理氧化物薄膜晶体管工艺是实现柔性氧化物驱动面板的关键点。同时，对于柔性TFT来说，器件内部应力的调控和抗弯折能力要求很高。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种非晶氧化物柔性薄膜晶体管。

本发明的另一目的在于提供上述非晶氧化物柔性薄膜晶体管的制备方法。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种非晶氧化物柔性薄膜晶体管，由依次层叠的玻璃基板、聚酰亚胺柔性基底层、SiO₂缓冲层、源/漏电极、非晶掺硅氧化锡有源层、SiO₂栅绝缘层，Si₃N₄栅绝缘层和栅极构成；其中，源/漏电极位于有源层和SiO₂栅绝缘层两侧，Si₃N₄栅绝缘层覆盖于SiO₂栅绝缘层上表面并与源/漏电极接触。

优选地，所述聚酰亚胺柔性基底层的厚度为10～20um；所述SiO₂缓冲层的厚度为200～300nm；所述非晶掺硅氧化锡有源层的厚度为5～10nm；所述SiO₂栅绝缘层的厚度为50～100nm；所述Si₃N₄栅绝缘层的厚度为200～300nm。

优选地，所述非晶掺硅氧化锡有源层中硅的掺杂浓度为3～6wt％。

优选地，所述非晶掺硅氧化锡有源层的霍尔迁移率控制为4.7～7.1cm²/Vs，载流子浓度控制为4.09×10¹⁸～2.97×10¹⁹cm^-3。

上述非晶氧化物柔性薄膜晶体管的制备方法，包括如下制备步骤：

(1)在玻璃基板上旋涂一层聚酰亚胺柔性基底层；

(2)采用射频磁控溅射在聚酰亚胺上沉积SiO₂缓冲层；

(3)采用射频磁控溅射在缓冲层上沉积非晶掺硅氧化锡薄膜，作为有源层；

(4)利用掩膜法在有源层两侧直流磁控溅射制备源/漏电极；

(5)采用室温物理气相沉积法在有源层上表面依次沉积SiO₂栅绝缘层和Si₃N₄栅绝缘层，SiO₂栅绝缘层位于源/漏电极之间，Si₃N₄栅绝缘层位于SiO₂栅绝缘层和源/漏电极的上表面；

(6)在Si₃N₄栅绝缘层上直流磁控溅射沉积制备栅极，并采用光刻技术图形化，得到所述非晶氧化物柔性薄膜晶体管。

优选地，步骤(3)中所述射频磁控溅射的功率为300W，工作气压为2～4mtorr，氩气/氧气流量比为20/1～20/3。