[发明专利]一种金属氧化物薄膜晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种金属氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

a.在衬底上制备并图形化金属导电层作为栅极；

b.在所述金属导电层上沉积第一绝缘薄膜作为栅极绝缘层；

c.在所述栅极绝缘层上沉积金属氧化物薄膜并图形化作为有源层；

d.在所述有源层上沉积有机导电薄膜作为背沟道刻蚀保护层；

e.在所述背沟道刻蚀保护层上沉积金属层然后图形化作为源、漏电极图形；

f.在所述源、漏电极上沉积第二绝缘薄膜作为钝化层。

2.根据权利要求1所述的金属氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：所述背沟道刻蚀保护层的厚度设置为1~50 nm。

3.根据权利要求1所述的金属氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：

所述步骤d中具体是采用富勒烯、富勒烯的衍生物PCBM、碳纳米管、石墨烯或者3,4-聚乙撑二氧噻吩、三(8-羟基喹啉)铝等有机材料沉积形成有机导电薄膜。

4.根据权利要求1所述的金属氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：所述背沟道刻蚀保护层的成膜方式为旋涂法或者真空热蒸发法或者丝网印刷或者喷墨打印方式成膜。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的金属氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于： 

所述步骤a中衬底设置为具有缓冲层的玻璃衬底或者具有水氧阻隔层的柔性衬底；

当所述衬底为柔性衬底时，柔性衬底具体设置为聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺或者金属箔柔性衬底。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的金属氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：

所述步骤a中在衬底上制备并图形化金属导电层所使用的金属为铝、铜、钼、钛、银、金、钽、钨、铬单质或铝合金；

所述金属导电层为单层铝薄膜、铜薄膜、钼薄膜、钛薄膜、银薄膜、金薄膜、钽薄膜、钨薄膜、铬薄膜或铝合金薄膜；或者是由以上单层金属薄膜构成的两层以上的薄膜；

所述金属导电层的厚度设置为100 nm至2000 nm；

所述金属导电层作为金属氧化物薄膜晶体管栅极。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的金属氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：

所述步骤b中的所述第一绝缘薄膜的厚度为50nm至500 nm；

所述第一绝缘薄膜为氧化硅、氮化硅、氧化铝、五氧化二钽或氧化镱绝缘薄膜的单层薄膜，或者是由以上材料的任意组合构成的两层以上的薄膜；

所述步骤c中的所述有源层厚度为20 nm至200 nm；

构成所述有源层的半导体材料是金属氧化物(In₂O₃)_x(MO)_y(ZnO)_z，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，且x+y+z=1，M为镓、锡、硅、铝、镁、钽、铪、镱、镍、锆或镧系稀土元素中的一种或两种以上的任意组合。

8.根据权利要求1至4任意一项所述的金属氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：

所述步骤e中沉积所述金属层所使用的金属为铝、铜、钼、钛单质，或由以上金属单质作为主体的合金材料；

所述金属层为单层铝薄膜、铜薄膜、钼薄膜、钛薄膜或由以上金属单质作为主体的合金材料膜，或者由以上单层金属薄膜构成的两层以上的薄膜；

所述金属层的厚度为100 nm~2000 nm。

9.根据权利要求1至4任意一项所述的金属氧化物薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：所述钝化层的厚度为50 nm~2000 nm；

所述钝化层为氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化镱、聚酰亚胺、光刻胶、苯丙环丁烯或聚甲基丙烯酸甲酯单层薄膜，或者是由以上材料的任意组合构成的两层以上的薄膜。

10.一种金属氧化物薄膜晶体管，其特征在于：采用如权利要求1至9任意一项所述的方法制备而成薄膜晶体管。