[发明专利]一种柔性纳米纤维氧化锌锡的场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性纳米纤维氧化锌锡的场效应晶体管，其特征在于：包括上至下设置的顶部源电极层、顶部漏电极层，纳米纤维结构的载流子沟道层、介电层、底栅电极层和基底；所述纳米纤维结构的载流子沟道层为采用溶胶法制备的直径约100~300 nm的氧化锌锡细丝簇。

2.根据权利要求1所述的一种柔性纳米纤维氧化锌锡的场效应晶体管，其特征在于：所述顶部源电极层、顶部漏电极层和底栅电极层为透明氧化铟锡电极，由水溶液法制作，厚度为50~150 nm，沟道宽长比为10~20。

3.根据权利要求1所述的一种柔性纳米纤维氧化锌锡的场效应晶体管，其特征在于：所述介电层为基于溶液法制备的透明氧化铪层，由水溶液法制作，厚度为10~30 nm，退火温度为200~300 ℃，单位面积电容为120~170 nF∙cm^-2。

4.根据权利要求1所述的一种柔性纳米纤维氧化锌锡的场效应晶体管，其特征在于：所述基底为透明柔性材料，厚度为400~600µm。

5.一种柔性纳米纤维氧化锌锡的场效应晶体管的制备方法，其特征在于：具体制备步骤包括：

a）基底清洗

将基底进行三次清洗，第三次超声清洗后，用氮气吹干基底；

b）制备底栅电极层

基底进行等离子清洗图案化亲水处理，15~30分钟；

底栅电极层的氧化铟锡前驱体溶液利用In(NO₃)₃·3H₂O与SnCl₂溶于去离子水中制成0.05-0.2mol/L 的溶液，超声清洗10-25 分钟；

成膜工艺为：氧化铟锡前驱体溶液利用旋涂的方法生长于基底之上，并利用深紫外退火方法于200~300℃下退火制成；底栅电极层形状为长条状；

c）制备氧化铪介电层

介电层的前驱体溶液利用HfCl₄溶于去离子水中，溶液的浓度为0.3-0.6mol/L，超声清洗10~15分钟；

成膜工艺为介电层的前驱体溶液利用旋涂的方法生长于衬底与栅电极之上，并利用深紫外退火方法于200~300℃下退火制成；氧化铪介电层为透明状并且厚度为10~30 nm；

d）制备纳米纤维结构的载流子沟道层

载流子沟道层的前驱体源溶胶为将SnCl₂及Zn(AC)₂溶于乙二醇甲醚、二甲基甲酰胺以及聚乙烯吡咯烷酮的混合溶剂中，溶液的浓度为0.1-0.5mol/L，进行搅拌、静置、超声清洗后，利用氮气吹成胶状液体；

成丝方法为使用油画笔刷将所述载流子沟道层的前驱体源溶胶沿垂直于栅电极的方向刷涂于介电层之上；之后在深紫外照射下，以200~300℃温度加热1-2.5个小时形成纳米纤维细丝；

e）制备顶部源电极层、顶部漏电极层

基底进行等离子清洗图案化亲水处理，15~30分钟；

顶部源电极层和顶部漏电极层的氧化铟锡前驱体溶液利用In(NO₃)₃·3H₂O与氯化亚锡SnCl₂溶于去离子水中，溶液的浓度为0.05-0.2mol/L，超声清洗10-25 分钟；

成膜工艺为该溶液利用旋涂的方法生长与衬底顶部源电极层、顶部漏电极层之上，并利用深紫外退火方法于200~300℃下退火制成；电极形状为长条状。

6.根据权利要求1所述的一种柔性纳米纤维氧化锌锡的场效应晶体管，其特征在于：基底完全浸入盛放去离子水的烧杯中，将所述烧杯置于丙酮环境中进行第一次超声清洗，8~15 min；第一次超声清洗后，将基底完全浸入盛放无水乙醇的烧杯中，将所述烧杯置于去离子水环境中进行第二次超声清洗，10~20 min；第二次超声清洗后，将所述烧杯置于去离子水环境中进行第三次超声清洗，5~10 min。