[发明专利]掺杂离子的薄膜晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种掺杂离子的薄膜晶体管，其特征在于，包括衬底、设置在所述衬底一表面上的栅电极、设置在所述衬底另一表面上的绝缘层、设置在所述绝缘层表面上的金属氧化物半导体层、以及设置在所述金属氧化物半导体层表面上的源电极和漏电极，所述绝缘层为掺杂离子的高介电常数材料绝缘层。

2.如权利要求1所述的掺杂离子的薄膜晶体管，其特征在于，所述离子为钠离子或锂离子。

3.如权利要求1所述的掺杂离子的薄膜晶体管，其特征在于，所述高介电常数材料为氧化铝、氧化镓、氧化钇、氧化钕、氧化镧、氧化钪、氧化锆中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的掺杂离子的薄膜晶体管，其特征在于，所述金属氧化物半导体层的材料为氧化铟、氧化锌、氧化锡、锌锡氧、铟镓锌氧和铟锌氧中的一种或多种。

5.一种掺杂离子的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，用以制备如权利要求1-4项中任一项所述的掺杂离子的薄膜晶体管，所述制备方法包括：

S1、提供衬底，对所述衬底进行清洗；

S2、在所述衬底的一表面上制备栅电极；

S3、对所述衬底远离所述栅电极的表面进行亲水处理；

S4、利用水溶液法，在所述衬底远离所述栅电极的表面制备掺杂离子的高介电常数材料绝缘层；

S5、在所述掺杂离子的高介电常数材料绝缘层上制备金属氧化物半导体层；

S6、在所述金属氧化物半导体层上制备源电极和漏电极，得到掺杂离子的薄膜晶体管。

6.如权利要求5所述的掺杂离子的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述掺杂离子的高介电常数材料绝缘层的具体制备步骤为：

a1、制备高介电常数材料前驱体溶液，并将具有离子的金属盐加入到高介电常数材料前驱体溶液混合得到混合液，其中，所述金属盐和所述高介电常数材料前驱体的摩尔浓度比为0.01~10：1；

a2、形成掺杂离子的高介电常数材料绝缘层：将所述混合液滴于所述衬底远离所述栅电极的表面上；以1000-6000 rpm的速度在空气中旋涂，在80-300 ℃的温度下预退火10-60min；再在200-300℃的空气中后退火或在室温-250℃的温度下深紫外光或紫外臭氧处理1-60min。

7.如权利要求6所述的掺杂离子的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述金属盐为氯化钠，碳酸钠，碳酸氢钠，硝酸钠，硫酸钠，氯化锂，氢氧化锂，硝酸锂，碳酸锂，碳酸氢锂，硫酸锂，醋酸锂中的一种或多种。

8.如权利要求6所述的掺杂离子的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述高介电常数材料前驱体溶液为硝酸盐或氯化盐的2-巯基乙醇、乙醇或水溶液，所述硝酸盐或氯化盐的摩尔浓度为0.01-3mol/L。

9.如权利要求8所述的掺杂离子的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述硝酸盐为硝酸铝、硝酸镓、硝酸钇、硝酸钕、硝酸镧、硝酸钪、硝酸锆和硝酸氧锆中的一种；所述氯化盐为氯化铝、氯化镓、氯化钇、氯化钕、氯化镧、氯化钪、氯化锆和氯氧化锆中的一种。

10.如权利要求5所述的掺杂离子的薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述金属氧化物半导体层由磁控溅射法、原子层沉积法和溶液法中的一种制备得到。