[发明专利]一种多晶氧化物柔性薄膜晶体管及其制备方法

说明书

本发明属于柔性显示器件技术领域，公开了一种多晶氧化物柔性薄膜晶体管及其制备方法。所述多晶氧化物柔性薄膜晶体管由依次层叠的硬质衬底、柔性衬底、栅极、栅极绝缘层、有源层和源/漏电极构成，所述有源层具有诱导层和多晶氧化物半导体层的双层结构，其中诱导层位于栅极绝缘层一侧。本发明的薄膜晶体管有源层具有诱导层和多晶氧化物半导体层的双层结构，通过诱导层表面的金属离子诱导多晶氧化物半导体晶化，改善结晶性，提升薄膜晶体管的性能，能够在室温下实现高性能的柔性薄膜晶体管。

技术领域

本发明属于柔性显示器件技术领域，具体涉及一种多晶氧化物柔性薄膜晶体管及其制备方法。

背景技术

柔性显示具有非常广泛的应用前景，例如，腕表、汽车仪表盘、可折叠手机和可弯曲电视等。薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)是柔性显示重要的组成薄膜，柔性显示器的每一个像素都需要2个TFT和一个电容来驱动。

柔性显示最大的特点就是可弯曲性，其弯曲需要依靠柔性衬底来实现。目前，大部分柔性显示都用PI衬底。因为PI衬底耐温度高，能够承受较高的工艺温度。但是，PI衬底透光性差，价格较贵。相比较而言，PET和PEN柔性衬底具有非常好的透明度(～90％)，良好的力学性能，价格便宜和较高的阻隔水氧能力等，被认为在柔性显示领域具有巨大的应用前景。但是，PET和PEN衬底的熔点只有150℃和180℃，因此，未来柔性显示的制备工艺温度应该足够的低来匹配PET和PEN衬底。

多晶氧化物薄膜晶体管(Poly-crystalline Oxide Thin film Transistor,P-Oxide TFT)是常见的薄膜晶体管之一，例如ZnO TFT。P-Oxide TFT的性能受到晶界的影响非常大，需要改善其结晶性来提高器件性能。目前，改善多晶氧化物结晶性的方法主要有高温再结晶和激光晶化的方式。高温再结晶通常需要的温度超过300℃，不合适用于柔性衬底。而激光具有较高的能量，照射在薄膜上会带来热积累效应，其温度也会超过柔性衬底的熔点，破坏衬底。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种多晶氧化物柔性薄膜晶体管。

本发明的另一目的在于提供上述多晶氧化物柔性薄膜晶体管的制备方法。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种多晶氧化物柔性薄膜晶体管，由依次层叠的硬质衬底、柔性衬底、栅极、栅极绝缘层、有源层和源/漏电极构成，所述有源层具有诱导层和多晶氧化物半导体层的双层结构，其中诱导层位于栅极绝缘层一侧。

进一步地，所述栅极的材料为Al:Nd。

进一步地，所述栅极绝缘层的材料为Al₂O₃:Nd。

进一步地，所述诱导层的材料为Al₂O₃、CuO或岛状生长的Ag、Cu或Au。

进一步地，所述多晶氧化物半导体层的材料为ZnO或ZnO基掺杂的半导体。

进一步地，所述多晶氧化物半导体层上还沉积一层Al₂O₃薄膜钝化层。

进一步地，所述源/漏电极的材料为Au、Ag、Cu或Al。

上述多晶氧化物柔性薄膜晶体管的制备方法，具体制备步骤及顺序如下：

(1)首先在硬质衬底上旋涂一层PI溶液，烘干作为柔性衬底，然后在柔性衬底上通过磁控溅射、真空蒸镀或脉冲激光沉积(Pulsed Laser Deposition，简称PLD)的方法制备栅极；

(2)通过原子层沉积、磁控溅射、PLD或阳极氧化的方法制备栅极绝缘层；