[发明专利]一种具有三明治结构的钛酸铋薄膜晶体管及制备方法

说明书

本发明属于电子材料的技术领域，提供了一种具有三明治结构的钛酸铋薄膜晶体管及制备方法。该方法通过制备铈掺杂钛酸铋前驱体溶液，并涂覆于衬底表面形成铈掺杂钛酸铋薄膜，再通过直流磁控溅射分别形成栅极、漏极和源极，制得Ag‑钛酸铋‑Al‑钛酸铋‑Ag三明治结构的薄膜晶体管。与传统方法相比，本发明制备的薄膜晶体管为垂直结构，具有隧道效应，载流子迁移率和阈值电压较小，剩余极化强度较大，漏电流密度较小，可用作主动式有机电致发光显示材料。

技术领域

本发明属于电子材料的技术领域，提供了一种具有三明治结构的钛酸铋薄膜晶体管及制备方法。

背景技术

纵观信息时代迅猛发展的各项技术，不论网络技术与软件，还是通信技术、计算机技术，如果没有薄膜晶体管-液晶显示器为代表的平板显示技术做人机交互界面，就构不成现在的信息社会。目前液晶显示器以低电压、低功耗、适宜于电路集成、轻巧便携等优点而受到广泛的研究与应用。液晶显示技术的发展经历了扭曲向列、超扭曲向列和薄膜晶体管阵列三个重要的发展阶段。

近年来，由于液晶显示器的性能优点，被率先投入到市场并应用在不同领域中。薄膜晶体管寻址的液晶显示器以其大容量、高清晰度和全彩色的视频显示成为液晶乃至整个平板显示技术的主导技术，相关的高新技术产业也成为目前的主要投资方向。薄膜晶体管制造技术在以其寻址的液晶显示器中处于关键地位，它的研发历来是研究中的重点。通常薄膜晶体管有源材料是硅薄膜，根据硅薄膜结构不同，晶体管分为非晶硅、多晶硅、单晶硅、有机薄膜晶体硅。

近年来，有机电致发光显示材料具有既薄又轻、主动发光、宽视角、快速响应、能耗低、低温和抗震性能优异以及潜在的柔性设计等优点，作为全固态器件，无真空腔，无液态成分，所以不怕震动，使用方便，加上高分辨力、视角宽和工作温度范围宽等特点，在武器装备和恶劣环境领域将会得到广泛应用。在有机电致发光显示材料的发展应用中，薄膜晶体管有着非常关键的地位，对于薄膜晶体管的结构的要求也越来越高。

中国发明专利申请号201210335082.6公开了一种薄膜晶体管，适于配置在基板上，且此薄膜晶体管包括闸极、有机闸绝缘层、金属氧化物半导体层、源极与汲极。闸极配置于基板上。有机闸绝缘层配置于基板上以覆盖闸极。源极、汲极与金属氧化物半导体层配置于有机闸绝缘层上方，且金属氧化物半导体层接触源极与汲极。但该晶体管在主动式有机电致发光显示材料中的应用性能不佳。

中国发明专利申请号201710954538.X公开了一种碳纳米管薄膜晶体管，该碳纳米管薄膜晶体管中的有源层的材料为复合碳纳米管；其中，复合碳纳米管包括碳纳米管以及填充在碳纳米管内部的金属氧化物。本发明通过以金属氧化物填充碳纳米管的复合碳纳米管作为有源层的材料，从而充分利用金属氧化物和CNT的半导体性能，可以有效地提高碳纳米管薄膜晶体管的迁移率，从而将该碳纳米管薄膜晶体管应用于OLED或QLED等显示器件时，能够更好地满足驱动需求。但因其载流子迁移率大，不适合用于主动式有机电致发光显示材料。

综上所述，在主动式有机电致发光显示材料的研究和应用中，传统的水平结构的薄膜晶体管载流子迁移率大，阈值电压大，无法满足使用需求。因此开发新型垂直结构的薄膜晶体管对于主动式有机电致发光显示材料的发展应用有着重要的意义。

发明内容

可见，现有技术普遍使用的水平结构的薄膜晶体管载流子迁移率大，阈值电压大，不适合用作主动式有机电致发光显示材料。针对这种情况，我们提出一种具有三明治结构的钛酸铋薄膜晶体管及制备方法，有效限制了薄膜晶体管的载流子迁移率和阈值电压，可广泛用于主动式有机电致发光显示材料中。

为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：

一种具有三明治结构的钛酸铋薄膜晶体管的制备方法，所述钛酸铋薄膜晶体管制备的具体步骤如下：