[发明专利]柔性InGaZnO薄膜晶体管及制备方法

说明书

本发明公开了一种柔性InGaZnO薄膜晶体管及制备方法。柔性InGaZnO薄膜晶体管，包括：柔性衬底，柔性衬底为柔性PI衬底；缓冲层，缓冲层位于柔性衬底上侧；ITO栅极，ITO栅极位于缓冲层上侧；高K介质层，高K介质层位于ITO栅极上侧；InGaZnO有源层，InGaZnO有源层位于高K介质层上侧；ITO源极，ITO源极位于有源层上侧；ITO漏极，ITO漏极位于有源层上侧。通过将栅极、源极和漏极的材料设置为ITO，使得薄膜晶体管整体具有良好的柔韧性和高透光率。

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管技术领域，尤其是涉及一种柔性InGaZnO薄膜晶体管及制备方法。

背景技术

薄膜晶体管作为三端电子器件，是众多现代电子设备的共同基础单元，包括：柔性显示、有机电致发光显示与照明、化学与生物传感器、柔性光伏、柔性逻辑与存储、柔性电池、可穿戴设备等。但是传统的晶体管沟道材料大多为单晶硅、多晶硅、非晶硅等，由于材料的本征属性而面临发展瓶颈，无法适应未来电子设备的多样化需求。InGaZnO作为新型的氧化物半导体材料，不仅具备高电子迁移率(50cm²V^-1s^-1)，同时也属于非晶结构(结晶温度500℃)，而且其在可见光波段的高透光率适用于多样化的应用场景。除此之外，InGaZnO在禁带中具有更低的缺陷态密度，并且在13μm的曲率半径下依然维持正常的TFT性能输出。最后，InGaZnO材料的制备流程兼容现有Si基工艺，可极大降低产业链的生产成本。

相关技术中的InGaZnO薄膜晶体管虽然已经实现了柔性结构，但是在源/漏/栅电极材料的选择上依然是传统金属材料，常见的有：Ti、Au、Cr、Mo、Al等。金属电极的优点是可以实现良好的接触电阻以及优秀的粘附性，但是金属材料不具备良好的柔韧属性，且透光率极低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种柔性InGaZnO薄膜晶体管，具有良好的柔韧性和高透光率。

根据本发明的第一方面实施例的柔性InGaZnO薄膜晶体管，包括：柔性衬底，所述柔性衬底为柔性PI衬底；缓冲层，所述缓冲层位于所述柔性衬底上侧；ITO栅极，所述ITO栅极位于所述缓冲层上侧；高K介质层，所述高K介质层位于所述ITO栅极上侧；InGaZnO有源层，所述InGaZnO有源层位于所述高K介质层上侧；ITO源极，所述ITO源极位于所述有源层上侧；ITO漏极，所述ITO漏极位于所述有源层上侧。

根据本发明实施例的柔性InGaZnO薄膜晶体管，至少具有如下有益效果：通过将栅极、源极和漏极的材料设置为ITO，使得薄膜晶体管整体具有良好的柔韧性和高透光率。

根据本发明的一些实施例，所述缓冲层为氧化铝缓冲层。

根据本发明的第二方面实施例的柔性InGaZnO薄膜晶体管制备方法，包括：提供柔性PI衬底；在所述柔性PI衬底上依次形成缓冲层、ITO栅极、高K介质层、InGaZnO有源层；在所述InGaZnO有源层上形成ITO源极和ITO漏极。

根据本发明的一些实施例，所述缓冲层为使用原子层沉积工艺制备的氧化铝薄膜，所述氧化铝薄膜的厚度为100nm。

根据本发明的一些实施例，所述ITO栅极为使用磁控溅射工艺制备的ITO薄膜，所述ITO薄膜的厚度为100nm。

根据本发明的一些实施例，所述高K介质层为使用磁控溅射工艺制备高K介质薄膜，所述高K介质薄膜的厚度为40nm至60nm，所述高K介质薄膜在氮气氛围中进行退火。

根据本发明的一些实施例，所述InGaZnO有源层为使用磁控溅射工艺制备的InGaZnO薄膜，所述InGaZnO薄膜的厚度为50nm，所述InGaZnO薄膜的生长速率为1nm/min。