[发明专利]碳纳米管提纯方法、薄膜晶体管及制备方法有效

申请号：	201711444710.3	申请日：	2017-12-27
公开（公告）号：	CN108163840B	公开（公告）日：	2020-02-07
发明（设计）人：	谢华飞	申请（专利权）人：	深圳市华星光电半导体显示技术有限公司
主分类号：	C01B32/17	分类号：	C01B32/17;H01L51/05;H01L51/30
代理公司：	44202 广州三环专利商标代理有限公司	代理人：	郝传鑫;熊永强
地址：	518132 广东省深***	国省代码：	广东;44
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摘要：
搜索关键词：	碳纳米管单壁碳纳米管薄膜晶体管半导体性悬浊液单壁纳米管底栅绝缘层上清液提纯漏极源层源极制备沉积物绝缘层小分子化合物超声分散离心处理有机溶剂钝化层金属性顶栅基板去除覆盖
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【说明书】：

本发明提供一种碳纳米管的提纯方法，包括：取混合有金属性的单壁碳纳米管和半导体性的单壁碳纳米管的单壁碳纳米管加入含有小分子化合物的有机溶剂中，超声分散，得到碳纳米管悬浊液；将所述碳纳米管悬浊液进行离心处理以去除碳纳米管悬浊液的沉积物，得到半导体性的单壁纳米管上清液。本发明还提供一种薄膜晶体管的制备方法，包括：在基板上形成底栅极以及覆盖所述底栅极的底栅绝缘层；用半导体性的单壁纳米管上清液在所述底栅绝缘层上形成有源层；在所述有源层的相对两端分别形成源极和漏极；在所述源极和漏极上依次形成顶栅绝缘层、顶部栅极和钝化层。本发明还提供一种薄膜晶体管。

技术领域

本发明涉及显示器制造技术领域，特别涉及一种碳纳米管提纯方法、薄膜晶体管及制备方法。

背景技术

近年来，碳纳米薄膜晶体管(CNT-TFT，Carbon Nanotube Thin Film Transitor)因其高迁移率、高透明度以及高弹性的特点吸引了众多显示器领域研究人员的眼球。

一般来说，CNT-TFT都是由网络状碳纳米管薄膜制备而来。其中，单壁碳纳米管(SWCNT，Single-Walled Carbon Nanotube)在合成过程中会有金属性单壁碳纳米管(m-SWCNT，metallic Single-Walled Carbon Nanotube)和半导体性单壁碳纳米管(sc-SWCNT，Semiconductor Single-Walled Carbon Nanotube)混杂。m-SWCNT用来制备纳米尺度的电极，而sc-SWCNT则是高迁移率和开关比的导电沟道，且不同直径的sc-SWCNT的带隙也会有所不同，带隙分布宽窄的不同会导致制备出来的CNT-TFT的导电性能会大大降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳纳米管提纯方法，用于制备高性能场效应的碳纳米薄膜晶体管。

本发明还提供一种碳纳米薄膜晶体管及其制备方法。

本发明所述种碳纳米管的提纯方法，包括：

取混合有金属性的单壁碳纳米管和半导体性的单壁碳纳米管的单壁碳纳米管加入含有小分子化合物的有机溶剂中，超声分散，得到碳纳米管悬浊液；

将所述碳纳米管悬浊液进行离心处理以去除碳纳米管悬浊液的沉积物，得到半导体性的单壁碳纳米管上清液。

其中，在取混合有金属性的单壁碳纳米管和半导体性的单壁碳纳米管的单壁碳纳米管加入含有小分子化合物的有机溶剂中，超声分散，得到碳纳米管悬浊液的过程中，在冰水浴的条件下进行超声分散。

其中，在将所述碳纳米管悬浊液进行离心处理以去除碳纳米管悬浊液的沉积物，得到半导体性的单壁碳纳米管上清液的过程中，在离心机中对所述碳纳米管悬浊液进行离心处理。

其中，所述碳纳米管的提纯方法包括：

取电弧法制备的碳纳米管溶于含有小分子化合物的甲苯溶液中，在冰水浴条件下，超声分散20min～40min，得到碳纳米管悬浊液，其中碳纳米管和小分子化合物的质量比为1～3；

将所述碳纳米管悬浊液在20kg～30kg的离心力下高速离心20min～40min，去除碳纳米管悬浊液的沉积物，得到半导体性的单壁碳纳米管上清液。

其中，所述小分子化合物包括1,4-双(蒽-9-甲硫基)-对二甲苯、1-(芘-1-甲氧基)-4-(蒽-1-甲氧基)-对二甲苯、1-(芘-1-甲硫基)-4-(芘-1-甲硫基)-对二甲苯、1-(苯并芘-1-甲氧基)-4-(苯并芘-1-甲氧基)-对二甲苯。