[发明专利]一种图案化薄膜的高温退火方法

说明书

为克服现有技术中图案化薄膜高温退火后出现破裂的问题，提供一种图案化薄膜的高温退火方法，包括以下步骤：S1、在基底上形成液态的图案化薄膜液，所述图案化薄膜液中包括成膜材料和溶剂；S2、将图案化薄膜液在预退火温度下进行预退火处理，得到薄膜前体；所述预退火温度比所述溶剂的沸点低4‑5℃；S3、将薄膜前体在过渡退火温度下进行过渡退火处理，得到薄膜过渡体；所述过渡退火温度比目标退火温度低100‑150℃；S4、将薄膜过渡体在目标退火温度下进行退火处理，然后冷却，得到薄膜。经过本发明提供的高温退火方法制备得到的薄膜不会破裂，品质高，为提高图案化薄膜的性能提供很好的支撑条件。

技术领域

本发明属于纳米光电子材料制备领域，特别涉及一种图案化薄膜的高温退火方法。

背景技术

印刷电子是将特定功能性材料配制成液态油墨，根据电子器件和产品性能设计要求，印刷工艺技术，实现以大面积、柔性化、薄膜轻质化为特征的电子元器件和系统产品的生产。尽管目前印刷电子元器件和产品在分辨率、集成度等方面还达不到传统硅基微电子器件的水平，但印刷电子工艺技术具备其独特的自身优势，优于传统工艺技术的局限，省去曝光、显影、刻蚀等繁琐工艺，具备能耗低、材料浪费少，绿色无污染、可柔性加工、大面积生产等优势，具备十分广阔的应用前景，这使得国内外各研究组对印刷方式制备的半导体器件的工艺产生了浓厚的兴趣。

然而，溶液方法制备半导体器件需要高温退火(退火温度在500～550℃)，有效去除溶液中的有机杂质，但打印方法制备的图案化薄膜在400℃以上的退火过程后表面会出现破裂现象，限制了基于印刷方法的半导体器件制备与性能研究。所以，现阶段急需一种有效的、易于大规模化生产的方法使得打印方法制备的图案化薄膜达到理想的退火温度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中图案化薄膜高温退火后出现破裂的问题，提供一种图案化薄膜的高温退火方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种图案化薄膜的高温退火方法，包括以下步骤：

S1、在基底上形成液态的图案化薄膜液，所述图案化薄膜液中包括成膜材料和溶剂；

S2、将图案化薄膜液在预退火温度下进行预退火处理，得到薄膜前体；所述预退火温度比所述溶剂的沸点低4-5℃；

S3、将薄膜前体在过渡退火温度下进行过渡退火处理，得到薄膜过渡体；所述过渡退火温度比目标退火温度低100-150℃；

S4、将薄膜过渡体在目标退火温度下进行退火处理，然后冷却，得到薄膜。

所述步骤S1中，在在基底上形成液态的图案化薄膜液的方法为公知的，例如，利用高精度喷墨打印设备打印的图案化薄膜液。通常，在N型Si/SiO₂基底上利用高精度喷墨打印设备打印图案化薄膜液。如本领域所公知的，所述图案化薄膜液中包括成膜材料和溶剂。

优选的，所述溶剂选自乙二醇甲醚、环己酮、乙二醇、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种。更优选为乙二醇甲醚。上述各种溶剂为本领域所常用的，对于本领域技术人员而言，每种溶剂的沸点为公知的，例如，乙二醇甲醚沸点为124-125℃。

优选的，所述步骤S1中，所述成膜材料选自铟锌氧、铟镓锌氧、铟锡氧、镓锌氧中的一种或多种。更优选为铟锌氧。上述各种成膜材料为本领域所常用的，对于本领域技术人员而言，每种材料在退火时所对应的目标退火温度为公知的，例如，成膜材料为铟锌氧时，目标退火温度为500-550℃。

打印得到的图案化薄膜液包括多个微图案，优选的，所述步骤S1中，所述微图案的尺寸为1000微米以下。本发明中，上述微图案的尺寸定义为微图案的长度或宽度。微图案的尺寸在上述范围内利于在本发明提供的方法下进行预退火处理，使溶剂尽可能的挥发，使图案化薄膜形貌有效的固化，保证其品质。