[发明专利]薄膜晶体管和阵列基板

说明书

技术领域

本公开涉及薄膜晶体管技术领域，具体而言，涉及一种薄膜晶体管和阵列基板。

背景技术

薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)被广泛地用于平板显示，柔性电子和传感应用方面。最常见的薄膜晶体管是用非晶硅或者多晶硅作为晶体管的导电沟道。非晶硅薄膜晶体管能满足大面积和由低到中等显示速度的要求，一致性好。多晶硅薄膜晶体管一个优点是迁移率很高。然而这两种晶体管都有自己的局限。非晶硅对光特别敏感，并且非晶硅器件的载流子迁移率低，所以它不能满足帧速率高达120Hz甚至更高的高速显示器的要求。尽管多晶硅薄膜晶体管的迁移率足够高，但是它成本高，大面积均一性不佳，并且缺乏弹性和透明度，这对透明柔性器件来说是致命的。金属氧化物薄膜晶体管能够同时满足显示器所要求的迁移率与透明度。然而，现在的金属氧化物薄膜晶体管并不稳定，因为它对光照、温度和水蒸气敏感，并且它在负偏置照明应力的作用下不稳定，导致阈值电压向负偏置电压方向漂移。

碳纳米管(Carbon Nanotube，CNT)自1991年被发现以来，一直得到学术界和工业界的广泛关注和研究。碳纳米管由于其优异的电学性能，良好的导热性，机械强度好，被广泛应用在显示、传感器、RF(Radio Freqency，射频)电路、柔性电路等领域，展示出了巨大的应用潜能。

在碳纳米管薄膜晶体管方面，碳纳米管通常被用作有源层材料，包括采用随机网络状或者平行排布的碳纳米管作为沟道膜材料。用作有源层材料的碳纳米管通常为半导体型碳纳米管，其直径一般在0.8-1.6nm，其半导体带隙约为0.5-1eV。由于碳纳米管带间隙小，并且难以像传统半导体进行替位式掺杂，经过钝化的底栅薄膜晶体管或者顶栅薄膜晶体管关态电流较大(10-100pA)，并且表现出电子和空穴传导的双极性现象，不利于在显示领域中的背板应用。

目前的现有技术中，为抑制碳纳米管薄膜晶体管的关态电流和双极性现象有以下几种方案：(1)采用小管径碳纳米管(Hipco，CoMocat等)作为有源层材料构建薄膜晶体管；(2)采用分子吸附，使其与碳纳米管表面进行电荷转移，形成碳纳米管的掺杂。但上述现有技术方案存在一定的缺点：(1)采用小管径碳纳米管作为有源层，其与源极、漏极金属的接触势垒增加，难以形成良好的欧姆接触，器件迁移率将明显下降；(2)分子吸附依靠表面吸附的方式，性能稳定性不佳，不具有实用性。

因此，现有技术中的技术方案还存在有待改进之处。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种薄膜晶体管和阵列基板，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得清晰，或者部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种薄膜晶体管，包括源极、漏极以及有源层，所述薄膜晶体管还包括：位于所述有源层与所述源极和/或所述漏极之间的阻挡层。

在本公开的一种示例性实施例中，所述源极和/或所述漏极位于所述阻挡层之上，且所述源极和/或漏极覆盖所述阻挡层。

在本公开的一种示例性实施例中，所述阻挡层包括电子阻挡层或者空穴阻挡层，其中，所述电子阻挡层采用电子阻隔材料，所述空穴阻挡层采用空穴阻隔材料。

在本公开的一种示例性实施例中，所述有源层包括碳纳米管，且所述电子阻隔材料的价带顶与所述碳纳米管价带顶相等，所述电子阻隔材料的导带底与所述碳纳米管导带底之间相差一预设值。

在本公开的一种示例性实施例中，所述薄膜晶体管包括：

衬底基板；

位于所述衬底基板上的所述薄膜晶体管的栅极；

覆盖所述栅极的栅绝缘层；

位于所述栅绝缘层上的所述有源层；

位于所述有源层上的所述阻挡层；

位于所述阻挡层上的所述源极和/或所述漏极。

在本公开的一种示例性实施例中，所述阻挡层的材料为MoO₃。

在本公开的一种示例性实施例中，所述薄膜晶体管包括：

衬底基板；

位于所述衬底基板上的所述有源层；

位于所述有源层上的所述阻挡层；

位于所述阻挡层上的所述源极和/或所述漏极；

位于所述源极和所述漏极上的栅绝缘层；