[发明专利]一种柔性透明氧化铪基铁电薄膜晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性透明氧化铪基铁电薄膜晶体管，其特征在于，包括：柔性衬底；在所述柔性衬底上形成的底栅电极；在所述底栅电极上形成氧化铪基铁电薄膜层；在所述氧化铪基铁电薄膜层上形成的半导体有源层；在所述半导体有源层上形成的源电极和漏电极，所述源电极和所述漏电极位于有源层上方的两端；其中，

所述柔性衬底为透明云母片，其厚度＜50μm；其曲率半径≤2.5mm；

所述底栅电极为透明的AZO薄膜或ITO薄膜，其厚度为80nm；

所述氧化铪基铁电薄膜层为掺杂Zr元素的HfO₂薄膜层或掺杂Y元素的HfO₂薄膜层，其厚度为18nm～28nm；

所述半导体有源层由ZnO材料制成，其厚度为15～20nm；

所述源电极和所述漏电极均为透明的AZO薄膜或ITO薄膜，且所述漏电极和源电极的厚度均为50～80nm；

所述晶体管的制备方法包括以下步骤：

S1.制备柔性衬底：选择光滑无裂纹的透明云母片，将其贴在操作台上，用尖头镊子逐层撕起，直到云母片的厚度＜50μm，即可作为柔性衬底；

S2.制备底栅电极：利用脉冲激光沉积法在柔性衬底上沉积AZO或ITO材料，得到底栅电极；

S3.制备氧化铪基铁电薄膜层：

S31.制备氧化铪基铁电薄膜的前驱体溶液，所述前驱体溶液的浓度为0.05-0.2mol/L；

S32.形成氧化铪基铁电薄膜层：遮挡住S2所得的底栅电极一侧，在上述遮挡后的底栅电极上旋涂S31所得的前驱体溶液，得到均匀的湿膜，然后将所述湿膜依次进行干燥和热解处理，重复上述旋涂、干燥和热解过程3～5次后进行退火处理，得到氧化铪基铁电薄膜层；

S4.制备半导体有源层：

S41.配制半导体有源层前驱体溶液，所述半导体有源层的前驱体溶液浓度为0.05-0.2mol/L；

S42.形成半导体有源层，包括以下步骤：在S3所得氧化铪基铁电薄膜层上旋涂S41所得的前驱体溶液，得到均匀的湿膜，然后将其干燥，重复旋涂和干燥过程3～5次后进行退火，即得半导体有源层；

S5.制备源电极和漏电极，包括以下步骤：利用脉冲激光沉积法，在上述半导体有源层上沉积ITO或AZO材料，形成源电极和漏电极，进而获得柔性透明氧化铪基铁电薄膜晶体管；

S6.退火，包括以下步骤：将S5所得晶体管退火，退火温度为400～600℃，退火时间为60～150s，然后降低温度到室温后取出，即得。

2.一种如权利要求1所述的柔性透明氧化铪基铁电薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.制备柔性衬底：选择光滑无裂纹的透明云母片，将其贴在操作台上，用尖头镊子逐层撕起，直到云母片的厚度＜50μm，即可作为柔性衬底；

S2.制备底栅电极：利用脉冲激光沉积法在柔性衬底上沉积AZO或ITO材料，得到底栅电极；

S3.制备氧化铪基铁电薄膜层：

S31.制备氧化铪基铁电薄膜的前驱体溶液，所述前驱体溶液的浓度为0.05-0.2mol/L；

S32.形成氧化铪基铁电薄膜层：遮挡住S2所得的底栅电极一侧，在上述遮挡后的底栅电极上旋涂S31所得的前驱体溶液，得到均匀的湿膜，然后将所述湿膜依次进行干燥和热解处理，重复上述旋涂、干燥和热解过程3～5次后进行退火处理，得到氧化铪基铁电薄膜层；

S4.制备半导体有源层：

S41.配制半导体有源层前驱体溶液，所述半导体有源层的前驱体溶液浓度为0.05-0.2mol/L；

S42.形成半导体有源层，包括以下步骤：在S3所得氧化铪基铁电薄膜层上旋涂S41所得的前驱体溶液，得到均匀的湿膜，然后将其干燥，重复旋涂和干燥过程3～5次后进行退火，即得半导体有源层；

S5.制备源电极和漏电极，包括以下步骤：利用脉冲激光沉积法，在上述半导体有源层上沉积ITO或AZO材料，形成源电极和漏电极，进而获得柔性透明氧化铪基铁电薄膜晶体管；

S6.退火，包括以下步骤：将S5所得晶体管退火，退火温度为400～600℃，退火时间为60～150s，然后降低温度到室温后取出，即得。