[发明专利]柔性衬底的薄膜晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性衬底的薄膜晶体管制备方法，所述薄膜晶体管包括柔性绝缘衬底，栅电极，绝缘层，半导体层，源电极和漏电极，其制备方法包括：

(1)在柔性绝缘衬底的上表面形成图案化栅电极；

(2)配制水为溶剂的绝缘层前驱体水溶液，然后用旋涂法在栅电极和柔性绝缘衬底上覆盖形成绝缘层；

(3)配制水为溶剂的半导体层前驱体水溶液，然后用旋涂法在所述绝缘层上形成半导体层；

(4)在所述半导体层上表面分别形成源电极和漏电极。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述绝缘层包括ZrO₂层和Li掺杂Al₂O₃层。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述半导体层包括In₂O₃层和ZnO层。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述薄膜晶体管的各层成膜方式为旋涂，然后退火。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在旋涂溶液成膜各层时，需要先用等离子清洗底层。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)的在柔性绝缘衬底的上表面形成图案化栅电极的具体步骤包括：

(a1)将两块栅电极掩膜板分别覆盖于柔性绝缘衬底上，在衬底的中间部分预留出形成栅电极的沟槽，用等离子清洗剂清洗前述被覆盖的衬底；

(b1)配置电极溶液，并将电极溶液滴于柔性绝缘衬底预留的沟槽中；

(c1)生长栅电极：以4000rpm的速度在空气中旋涂30秒，然后在200℃条件下退火1小时。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)的在所述半导体层上表面分别形成源电极和漏电极的具体步骤包括：

(a2)将三块源漏电极掩膜板分别覆盖于半导体层上表面，三块源漏电极掩膜板间隔放置，在半导体层上表面分别预留出形成源、漏电极的两个沟槽，用等离子清洗剂清洗前述被覆盖的半导体层上表面；

(b2)配置电极溶液，并将电极溶液分别滴于半导体层上表面预留的两沟槽中；

(c2)生长电极：以4000rpm的速度在空气中旋涂30秒，然后在200℃条件下退火1小时。

8.一种柔性衬底的薄膜晶体管，其由前述权利要求1-7任一项方法制备得到，包括自下而上依次层叠的柔性绝缘衬底，栅电极，绝缘层，半导体层，源电极和漏电极，其中柔性绝缘衬底位于薄膜晶体管的最底层，绝缘层覆盖形成在栅电极和柔性绝缘衬底上，源电极和漏电极分别位于半导体层之上且位于薄膜晶体管的最顶层。

9.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述绝缘层包括Li掺杂Al₂O₃层和ZrO₂层；所述半导体层包括ZnO层和In₂O₃层。

10.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述半导体层利用处于上层的ZnO的费米能级-4.37eV与处于下层的In₂O₃的费米能级-4.57eV差而形成异质结。半导体叠层之间形成二维电子气。