[发明专利]一种基于碘化亚铜的透明薄膜晶体管及制备方法

说明书

本发明公开了一种基于碘化亚铜的透明薄膜晶体管及其制备方法，该晶体管以碘化亚铜作为有源层，所述的碘化亚铜采用热蒸发法沉积，且在沉积后经惰性气体退火处理或水蒸气退火处理。所述的基于碘化亚铜的透明薄膜晶体管采用顶栅结构，包括衬底、设于衬底上的源/漏电极、设于源漏电极间的有源层、设于有源层上并将有源区完全覆盖的保护层、顶栅、以及设置于顶栅与保护层之间的绝缘层，该绝缘层完全覆盖保护层。本发明的器件及方法操作复杂度低，且薄膜质量高，很好的解决了传统方法难以两全的尴尬，适用于大范围的工业生产。

技术领域

本发明涉及一种P型薄膜晶体管；尤其涉及一种基于碘化亚铜的透明薄膜晶体管及制备方法，属于新型微纳电子器件领域。

背景技术

在近十年里，基于n型半导体的透明电子器件的研究已取得了很大的进展。然而基于p型半导体器件表现欠佳，其主要原因是电学性能适宜的p型半导体材料相对较少。碘化亚铜是带隙为3.1ev的本征P型半导体，相对于其他P型半导体，碘化亚铜具有生长温度低，霍尔迁移率高，薄膜可见光下透明，价格低廉等优点，所以将碘化亚铜应用于各种透明显示电子器件具有很大的潜能。

碘化亚铜的生长方式有雾化喷雾法，水热法，化学沉积法，脉冲激光淀积，反应磁控溅射等。但是这些方法始终在制备的复杂程度和薄膜质量上难以令人满意。碘化亚铜是P型半导体，通过铜空位导电。其电导率和其制备过程中的各元素化学计量比偏差有关，在制备的过程中，碘化亚铜容易吸收环境中多于化学计量比的碘，这就导致薄膜往往通过电子导电而非空穴，使其p型特性不易维持，如何在制备过程中简单有效的降低碘化亚铜薄膜的电导率，将是影响碘化亚铜是否能大规模应用的关键。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于碘化亚铜的透明薄膜晶体管及其制备方法。

本发明的基于碘化亚铜的透明薄膜晶体管，以碘化亚铜作为有源层，所述的碘化亚铜采用热蒸发法沉积，且在沉积后经惰性气体退火处理或者水蒸气退火处理。

优选的，所述的热蒸发法具体为：称取碘化亚铜颗粒置于蒸发装置的钨舟上；抽真空至蒸发装置内的气压为3×10^-3Pa以下，再使样品盘均匀旋转，调节蒸发设备的加热电流为90A-120A，加热钨舟1到2分钟。

上述碘化亚铜颗粒的纯度不低于99.998％，

优选的，所述的惰性气体退火处理具体为：在真空设备中，抽真空至10^-2Pa以下后通入惰性气体，加热温度为180度到330度处理1到10分钟。

优选的，所述的水蒸气退火处理具体为：将样品放入可加热加湿的气体传送装置中，首先通入纯惰性气体赶尽空气，再通入惰性气体和水蒸气的混合气体，其中水蒸气的体积比例为55％-88％，200℃至350℃处理5-10分钟，停止加温后停止通入水蒸气，自然降温至50℃以下后停止通入惰性气体。

优选的，所述的基于碘化亚铜的透明薄膜晶体管采用顶栅结构，包括衬底、设于衬底上的源/漏电极、设于源漏电极间的有源层、设于有源层上并将有源区完全覆盖的保护层、顶栅、以及设置于顶栅与保护层之间的绝缘层，该绝缘层完全覆盖保护层。

上述的基于碘化亚铜的透明薄膜晶体管的制备方法，包括如下步骤：

(1)在衬底上沉积透明导电薄膜，并刻蚀形成源漏区；

(2)在步骤(1)得到的结构上旋涂光刻胶，光刻出有源区的形状，通过热蒸法沉积碘化亚铜层，剥离形成有源层；

(3)将剥离好的样品惰性气体退火处理或者水蒸气退火处理；

(4)在步骤(3)得到的结构上沉积沟道保护层，该保护层完全覆盖有源区；

(5)在步骤(4)得到的结构上沉积绝缘层，该绝缘层完全覆盖保护层；