[发明专利]一种基于感光干膜工艺的碳纳米管薄膜晶体管及制作方法

权利要求书

1.一种基于感光干膜工艺的碳纳米管薄膜晶体管，其特征在于，碳纳米管薄膜晶体管的器件构成包括衬底以及衬底之上的源极、漏极、半导体沟道、栅绝缘层和栅极，所述的源极、漏极、栅极和半导体沟道由碳纳米管薄膜材料构成。

2.按照权利要求1所述的基于感光干膜工艺的碳纳米管薄膜晶体管，其特征在于，碳纳米管薄膜晶体管器件的结构类型为底栅型、埋栅型或顶栅型。

3.按照权利要求1所述的基于感光干膜工艺的碳纳米管薄膜晶体管，其特征在于，衬底是柔性衬底，栅绝缘层材料为聚合物材料。

4.按照权利要求3所述的基于感光干膜工艺的碳纳米管薄膜晶体管，其特征在于，柔性衬底材料为聚萘二甲酸乙二酯，聚合物材料为聚甲基丙烯酸甲酯。

5.一种权利要求1至4所述的基于感光干膜工艺的碳纳米管薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)基于高密度碳纳米管薄膜在衬底上制作晶体管的源极和漏极；

(2)采用覆膜技术在碳纳米管薄膜表面贴覆感光干膜，通过光刻技术实现碳纳米管薄膜的图形化；

(3)转移低密度碳纳米管薄膜，通过干膜覆膜和光刻技术制作沟道；

(4)通过旋涂固化工艺制备栅绝缘层；

(5)转移高密度碳纳米管薄膜，通过干膜覆膜和光刻技术制作栅极。

6.按照权利要求5所述的基于感光干膜工艺的碳纳米管薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，碳纳米管薄膜为浮动催化化学气相沉积法收集的随机碳纳米管网络，其制备方法包括：在温度为1100±50℃的条件下，将二茂铁催化剂溶液通过注射器匀速地注入到反应腔体中，与碳源气体发生反应生成碳纳米管；以及利用高通量硝酸纤维素膜在出气端收集生成的碳纳米管，从而获得随机分布的碳纳米管薄膜。

7.按照权利要求5所述的基于感光干膜工艺的碳纳米管薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，在感光干膜工艺中，通过控制覆膜机辊轮的速度、压力和温度来调节干膜和衬底的粘合度，提高干膜的稳定性；其中，辊轮速度0.5～2.0m/min，压力为0.5～1.5bar，温度为100～150℃。

8.按照权利要求5所述的基于感光干膜工艺的碳纳米管薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，在感光干膜工艺中，曝光、显影并通过光学显微镜观察其形貌的变化，曝光后需要后处理，显影前需要静置。

9.按照权利要求8所述的基于感光干膜工艺的碳纳米管薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，曝光时间为4.5～14s，曝光后进行烘焙，烘焙时间为30～150s，烘焙温度90～140℃，曝光后的静置时间为10～30min。