一种AZO源漏电极透明薄膜晶体管及其制备方法与流程

文档序号:15353880发布日期:2018-09-04 23:39阅读:273来源:国知局

本发明属于显示器件领域,具体涉及一种azo源漏电极透明薄膜晶体管及其制备方法。



背景技术:

目前将室温制备的纯azo材料应用在tft的源漏电极中主要面临的困难是azo的电阻率较高,且作为tft源漏电极的接触电阻很高,无法实现tft器件的高性能。

现已有解决上述问题的技术主要是通过在azo之间插入一层超薄ag金属层,该金属层为薄膜提供了大量的电子,该三明治结构的薄膜可以实现电阻率的大幅度降低。([1]parkhk,kangjw,nasi,etal.characteristicsofindium-freegzo/ag/gzoandazo/ag/azomultilayerelectrodegrownbydualtargetdcsputteringatroomtemperatureforlow-costorganicphotovoltaics[j].solarenergymaterials&solarcells,2009,93(11):1994-2002.[2]sutthanas,hongsithn,choopuns.azo/ag/azomultilayerfilmspreparedbydcmagnetronsputteringfordye-sensitizedsolarcellapplication[j].currentappliedphysics,2010,10(3):813-816)。

上述技术虽然能室温制备出具有一定透明度且低电阻率的薄膜,但是中间的夹层超薄金属是ag材料。ag为贵重金属,其资源稀缺、成本高,多层结构会使流程复杂化增加工艺难度。三明治结构的azo/ag/azo叠层薄膜在产业化的推进过程中会因为成本因素而受到阻碍。此外,azo/ag/azo薄膜没有进行接触电阻等条件的优化,暂时没有实现在透明tft的源漏电极上的应用。



技术实现要素:

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azo源漏电极透明薄膜晶体管的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的透明薄膜晶体管。

本发明目的通过以下技术方案实现:

一种azo源漏电极透明薄膜晶体管的制备方法,包括如下制备步骤:

(1)将基底清洗,烘干预处理;

(2)在预处理后的基底上通过等离子体增强化学气相沉积(pecvd)制备ito栅极和si3n4栅极绝缘层;

(3)在栅极绝缘层上使用脉冲直流磁控溅射沉积igzo半导体层;

(4)使用射频磁控溅射在半导体层上沉积al2o3半导体修饰层;

(5)室温下使用脉冲激光沉积azo源漏电极,得到azo源漏电极透明薄膜晶体管。

进一步地,步骤(1)中所述清洗是指分别用去离子水和异丙醇超声清洗,所述的烘干是指在烘箱中80~85℃下烘干。

进一步地,步骤(2)中所述ito栅极厚度为80nm~100nm;所述si3n4栅极绝缘层的厚度为200nm~300nm。

进一步地,步骤(3)中所述igzo半导体层的厚度为9.5nm~10nm。

进一步地,步骤(3)中所述脉冲直流磁控溅射的工艺参数如下:溅射功率为120w、溅射气压为1mtorr、氩气与氧气比例为100:5,施加脉冲为10khz、10μs。

进一步地,步骤(4)中所述al2o3半导体修饰层的厚度为3nm~3.5nm。

进一步地,步骤(4)中所述射频磁控溅射的工艺参数如下:溅射功率为120w、溅射气压为1mtorr、氩气与氧气比例为100:0。

进一步地,步骤(5)中所述azo源漏电极的厚度为100nm~150nm。

进一步地,步骤(5)中所述脉冲激光沉积的工艺参数如下:施加电压为21.6kv,激光能量为450mj,激光频率为5hz,施加脉冲数为2500,氧压为0mtorr。

一种azo源漏电极透明薄膜晶体管,通过上述方法制备得到。

本发明的制备方法及所得到的薄膜晶体管具有如下优点及有益效果:

(1)本发明通过激光脉冲沉积室温制备azo源漏电极,在降低薄膜电阻率的同时且兼有优良的透明度,具有高透明度,高导电、无毒、低成本等优点。

(2)本发明使用了室温制备的azo薄膜作为tft的源漏电极,其透明度高,使用的热处理次数以及有害元素大量减少,且源漏电极与半导体沟道层为欧姆接触,极大地提高了tft的器件性能。

(3)本发明采用了单层azo薄膜,简化工艺流程,实现室温制备高导电、高透明薄膜。并且azo薄膜含有的元素为al、zn、o,这三种元素资源丰富,且都无毒无害,可以很好的响应当下提倡的绿色环保要求。

附图说明

图1为本发明实施例的一种azo源漏电极透明薄膜晶体管的层叠结构示意图。

图2和图3分别为本发明实施例所得azo源漏电极透明薄膜晶体管的输出特性曲线图和转移特性曲线图。

图4为本发明实施例所得azo源漏电极透明薄膜晶体管的光学透光率测试结果图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本实施例的一种azo源漏电极透明薄膜晶体管,其层叠结构示意图如图1所示。由依次层叠的玻璃基底01,ito栅极02,si3n4栅极绝缘层03,igzo半导体层04,al2o3半导体修饰层05和azo源漏电极06构成。该薄膜晶体管通过如下方法制备得到:

(1)将玻璃基底分别用去离子水和异丙醇超声清洗10min左右,将清洗过的基底放入烘箱中,在80~85℃下烘干;

(2)在烘干后的基底上通过等离子体增强化学气相沉积(pecvd)制备80nm~100nmito栅极和200nm~300nmsi3n4栅极绝缘层;

(3)在栅极绝缘层上使用脉冲直流磁控溅射沉积9.5nm~10nmigzo半导体层,其沉积工艺参数如下:溅射功率为120w、溅射气压为1mtorr、氩气与氧气比例为100:5,施加脉冲为10khz、10μs;

(4)使用射频磁控溅射在半导体层上沉积3nm~3.5nmal2o3半导体修饰层,其沉积工艺参数如下:溅射功率为120w、溅射气压为1mtorr、氩气与氧气比例为100:0;

(5)室温下使用脉冲激光沉积100nm~150nmazo源漏电极,其工艺参数如下:施加电压为21.6kv,激光能量为450mj,激光频率为5hz,施加脉冲数为2500,氧压为0mtorr,得到azo源漏电极透明薄膜晶体管。

本实施例所得azo源漏电极透明薄膜晶体管的输出特性曲线图和转移特性曲线图分别如图2和图3所示。可以得出该tft的饱和迁移率μsat为14.23cm2/vs,开关比ion/ioff为9.7×106,阈值电压vth为0.1v。

本实施例所得azo源漏电极透明薄膜晶体管的光学透光率测试结果如图4所示。从图中可以得出该tft器件在可见光区的平均透过率高达94%。

上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

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