薄膜晶體管及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明特別涉及一種薄膜晶體管的制備方法。 技術背景
[000引聚甲基倍半娃氧焼（PMSQ)是一種交聯(lián)的，具有網(wǎng)狀結(jié)構的聚合物，該聚合物的環(huán) 境穩(wěn)定性高，對有機溶劑如甲苯、二甲苯、丙麗、己醇等具有很好的穩(wěn)定性。介電常數(shù)較高， 耐高溫性能好，透過率高，可W溶液化的特點使得其可W采用旋涂或者印刷的方法制備薄 膜；是一種綜合性能很高的、可溶液化的絕緣層材料。由于W上優(yōu)點，PMSQ已經(jīng)用于薄膜晶 體管的制備。
[0003] 但是，由于PMSQ中的居基很難完全除去，所制備的晶體管具有較高的關態(tài)電流。 而過高的關態(tài)電流導致晶體管能耗增加很多，進一步導致器件開關比下降，極大的限制了 PMSQ薄膜在晶體管中的應用。例如，Pfegase等人（PfegaseT,etal.AdvMater, 2010, 22(42) : 4706-4710.)通過PMSQ作為介電層，P3HT作為有源層制備了薄膜場效應晶體管， 遷移率為0.007Cm2VIsi,關態(tài)電流高達3XlO9A，開關比僅為3X103。
[0004] 其次，現(xiàn)有技術中的晶體管一般是對介電層表面進行修飾，修飾分子的活性端是 在介電層表面上。該做法適用于底柵頂接觸結(jié)構的晶體管，不適用于頂柵底接觸的晶體管 的制備，此種晶體管的穩(wěn)定性有待提升。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供一種薄膜晶體管及其制備方 法。
[0006]為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術方案： 一種薄膜晶體管，包括有源層、源電極、漏電極、絕緣層和柵電極，所述源電極和漏電極 設置在所述有源層之上，并與有源層電性連接，所述絕緣層覆設于所述有源層W及所述源 電極和漏電極之上，所述柵電極設置在所述絕緣層之上，所述絕緣層與所述有源層之間還 設有界面修飾層。
[0007]-種薄膜晶體管的制備方法，包括： 在基底上設置有源層， 在所述有源層表面設置源電極和漏電極， 在所述有源層表面及源電極和漏電極上修飾界面修飾材料，形成界面修飾層， 在所述界面修飾層上設置絕緣層， W及，在所述絕緣層上設置柵電極。
[0008] 進一步的，用于組成所述絕緣層的材料包含聚甲基倍半娃氧焼。
[0009] 進一步的，用于組成所述界面修飾層的材料包含如下結(jié)構單元中的任一種：
當組成所述界面修飾層的材料中含有娃氧鍵時，相鄰娃原子之間存在單氧橋； 其中，R獨立地選自如下原子或基團中的任一種： 氨； 間隔有至少一個雜原子的線性或支化、取代或未取代的C1-C20烷基； 間隔有至少一個雜原子且至少部分因化的線性或支化的、取代或未取代的C1-C20焼 基； 經(jīng)由線性或支化C1-C20烷基鏈連接的取代或未取代的C3-C20環(huán)烷基； 間隔有至少一個雜原子的線性或支化的、取代或未取代的、至少單不飽和的C2-C20鏈 帰基； 間隔有至少一個雜原子的線性或支化、取代或未取代、至少單不飽和的C2-C20快基； 經(jīng)由線性或支化的C1-C20烷基鏈連接的取代或未取代的巧-C30芳基。
[0010] 進一步的，所述薄膜晶體管的制備方法還可包括： 在基底上涂覆有源材料，經(jīng)烘烤后形成有源層， 在有源層表面設置源電極和漏電極， W含有界面修飾材料的有機溶劑浸潰所述有源層表面和源、漏電極，經(jīng)干燥后，形成界 面修飾層， 在界面修飾層上涂覆絕緣材料，經(jīng)烘烤后形成絕緣層， W及，在絕緣層上設置柵電極。
[0011] 進一步的，所述烘烤的溫度優(yōu)選為i〇(Ti5(rc。
[0012] 進一步的，所述薄膜晶體管的制備方法還可包括；將基底表面依次用丙麗、己醇、 水超聲清洗2(T60min，之后干燥，再涂覆有源材料，并加工形成有源層。
[0013] 進一步的，所述薄膜晶體管的制備方法可W包括；W含有界面修飾材料的有機溶 劑浸潰所述有源層表面和源、漏電極10mirT24h，經(jīng)干燥后，形成界面修飾層。
[0014] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點至少在于： (1) 本發(fā)明通過采用旋涂等方式形成PMSQ介電層，并W娃焼偶聯(lián)劑、麟酸基團、駿基等 化學小分子試劑作為修飾劑對薄膜晶體管中的有源層進行界面修飾而形成修飾層，能夠極 大的降低晶體管的關態(tài)電流，并提局開關比； (2) 本發(fā)明的晶體管采用頂柵底接觸式的結(jié)構，其中絕緣層(介電層）也相當于純化層， 使得晶體管的穩(wěn)定性得到很大的提高。
【附圖說明】
[0015] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下， 還可W根據(jù)送些附圖獲得其他的附圖。
[0016] 圖1是本發(fā)明實施例1中一種薄膜晶體管的結(jié)構示意圖； 圖2是本發(fā)明實施例1中一種薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移曲線圖； 圖3是本發(fā)明實施例1中一種薄膜晶體管的輸出曲線圖； 附圖標記說明；有源層1、源電極2、漏電極3、絕緣層4、界面修飾層5、柵電極6、基底7。
【具體實施方式】
[0017] 為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實 施方式進行詳細說明。送些優(yōu)選實施方式的示例在附圖中進行了例示。附圖中所示和根據(jù) 附圖描述的本發(fā)明的實施方式僅僅是示例性的，并且本發(fā)明并不限于送些實施方式。
[0018] 在此，還需要說明的是，為了避免因不必要的細節(jié)而模糊了本發(fā)明，在附圖中僅僅 示出了與根據(jù)本發(fā)明的方案密切相關的結(jié)構和/或處理步驟，而省略了與本發(fā)明關系不大 的其他細節(jié)。
[001引實施例1本實施例提供了一種有源層1為鋼嫁鋒氧化物，絕緣層2為PMSQ的薄膜 場效應晶體管，其中修飾分子為3-(異了帰醜氧）丙基H甲氧基娃焼，其晶體管結(jié)構可參閱 圖1。
[0020] 該薄膜場效應晶體管的制備工藝包括： (1)將n型Si(100)晶面上通過熱氧化一層250-300皿的Si〇2作為基底，再依次用 丙麗、己醇、純凈水超聲20-30分鐘清洗Si化表面，然后用氣體吹干，放入100-110 °C真空 烘箱中放置10-20分鐘烘干待用。
[0021] (2)在二氧化娃基底上W 3000-4000巧m的轉(zhuǎn)速旋涂鋼嫁鋒氧化物前驅(qū)液，旋轉(zhuǎn) 時間為30-40S，熱板上350-450 °C烘烤0.5-1小時； (3) 采用真空蒸錐的方法，得到鉛源漏電極，電極的寬長比為15-20,溝道長度為50-70 Um，鉛電極的厚度為180-200皿； (4) 浸泡在3-(異了帰醜氧）丙基H甲氧基娃焼的有機溶劑（甲苯、己醇、正己焼）中， 加入少量水(至3-(異了帰醜氧）丙基H甲氧基娃焼的濃度為2-4mmol/L)。浸泡時間為 12-24h。取出用氣槍吹干。
[0022] (5) 2500-3000巧m旋涂聚甲基倍半娃氧焼前驅(qū)液，旋涂時間為60-80 8,150-200 °C烘箱烘烤1-8h，絕緣層的厚度大約為500-700nm左右； (6)真空蒸錐鉛的方法，得到頂柵電極，鉛電極的厚度為150-200nm，完成器件制備。 該晶體管的遷移率為1.0Cm2Visi,關態(tài)電流降低至2.6X10"A，開關比高達3X105。該 晶體管放在大氣環(huán)境中30-50天，仍能保持電性能不變。
[0023] 實施例2本實施例提供了一種有源層為鋼嫁鋒氧化物，絕緣層為PMSQ的薄膜場 效應晶體管，其中修飾分子為油酸，其晶體管結(jié)構亦可參閱圖1。
[0024] 該薄膜場效應晶體管的制備工藝包括： (I)將n型Si(100)晶面上通過熱氧化一