一种半导体层和TFT的制备方法、TFT、阵列基板技术

本发明专利技术实施例提供一种半导体层和TFT的制备方法、TFT、阵列基板，涉及显示技术领域，可解决现有技术中利用液相法制备的半导体层存在的迁移率低的问题，以及利用气相法制备的半导体层存在的半导体纯度不高、衬底受限、金属性CNT占比较高等问题。该半导体层的制备方法，包括：在衬底上形成二氧化硅薄膜，通过构图工艺处理，在待形成的半导体层的相对两侧形成侧壁；对侧壁进行氨基化处理，使侧壁的表面形成氨基硅氧烷单层自组装；对碳纳米管溶液进行羧基化，并将羧基化的碳纳米管溶液制作在形成有侧壁的衬底表面，形成碳纳米管薄膜；利用刻蚀工艺去掉除侧壁之间的其它部分的碳纳米管薄膜，形成半导体层。用于制备半导体层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显示
，尤其涉及一种半导体层和TFT的制备方法、TFT、阵列基板。
技术介绍
碳纳米管(CarbonNanotube，简称CNT)自1991年1月被日本物理学家饭岛澄男使用高分辨透射电子显微镜从电弧法生产的碳纤维中发现以来，一直得到学术界和工业界的广泛关注和研究。CNT是一种管状的碳分子，管上每个碳原子采取SP2杂化，相互之间以碳-碳σ键结合起来，形成由六边形组成的蜂窝状结构作为CNT的骨架。CNT的分子结构决定了它具有一些独特的性质，如优异的电学性能、良好的导热性及机械强度高等。目前，CNT被广泛应用在显示、传感器、射频电路、柔性电路等领域。CNT应用在TFT(ThinFilmTransistor，薄膜晶体管)方面，被用作半导体层的材料。现有技术中主要通过液相法和气相法制作CNT以作为TFT中半导体层。液相法是将制备的CNT经过提纯后，在水或有机溶剂中进行分散，然后通过浸泡、旋涂、喷涂等方式制作在所需衬底上，并通过构图工艺而形成半导体层。然而，通过液相法在衬底上形成半导体层中的CNT一般是随机网络，CNT管-管结接触节点较多，从而造成迁移率一般不超过100cm2/V·s，这样就没有发挥CNT的潜能，而且CNT网络的均匀性和沟道定位不好。气相法可以直接在衬底上制作CNT平行阵列，因而可大幅度减小CNT管-管结接触节点数目，使迁移率提高，但是气相法制备半导体层时，需要的温度较高，生长CNT平行阵列的衬底十分受限，且金属性CNT的占比很难降低，器件的开关性能比较差。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种半导体层和TFT的制备方法、TFT、阵列基板，可解决现有技术中利用液相法制备的半导体层存在的迁移率低的问题，以及利用气相法制备的半导体层存在的半导体纯度不高、衬底受限、金属性CNT占比较高等问题。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：第一方面，提供一种半导体层的制备方法，包括：在衬底上形成二氧化硅薄膜，通过构图工艺处理，在待形成的所述半导体层的相对两侧形成侧壁；对所述侧壁进行氨基化处理，使所述侧壁的表面形成氨基硅氧烷单层自组装；对碳纳米管溶液进行羧基化，并将羧基化的所述碳纳米管溶液制作在形成有所述侧壁的所述衬底表面，形成碳纳米管薄膜；利用刻蚀工艺去掉除所述侧壁之间的其它部分的碳纳米管薄膜，形成所述半导体层。优选的，对所述侧壁进行氨基化处理，包括：将氨丙基硅烷溶液浸涂或喷淋在形成有所述侧壁的衬底上。优选的，对碳纳米管溶液进行羧基化，包括：将强氧化剂与所述碳纳米管溶液混合，使所述碳纳米管溶液羧基化。第二方面，提供一种TFT的制备方法，包括在衬底上形成栅极、栅绝缘层、半导体层、源极和漏极，所述半导体层通过上述的制备方法得到。优选的，所述制备方法具体包括：在衬底上形成所述半导体层；在形成有所述半导体层的所述衬底上，形成所述栅绝缘层；在形成有所述栅绝缘层的所述衬底上形成金属薄膜，并通过一次构图工艺处理，形成所述栅极、所述源极和所述漏极；其中，所述源极和所述漏极与所述半导体层接触。优选的，形成所述栅绝缘层，包括：在形成有所述半导体层的所述衬底上，形成栅绝缘薄膜，通过构图工艺处理，形成贯穿所述栅绝缘薄膜和所述半导体层的过孔，形成所述栅绝缘层；其中，所述过孔紧靠侧壁。进一步优选的，形成所述栅绝缘层，包括：在形成有所述半导体层的所述衬底上，形成栅绝缘薄膜，通过构图工艺处理，形成贯穿所述栅绝缘薄膜和所述半导体层的过孔，形成所述栅绝缘层；其中，所述过孔紧靠侧壁。优选的，所述衬底为柔性衬底或硬质衬底。第三方面，提供一种TFT，包括：栅极、栅绝缘层、半导体层、源极和漏极，还包括设置在所述半导体层两侧的侧壁；所述侧壁包括二氧化硅材料的主体和覆盖所述主体表面的氨基硅氧烷单层自组装。优选的，所述半导体层靠近所述衬底设置；所述栅极、所述源极和所述漏极同层设置；所述栅绝缘层设置在所述半导体层与所述栅极、所述源极和所述漏极之间；其中，所述源极和所述漏极与所述半导体层接触。进一步优选的，所述源极和所述漏极通过所述栅绝缘层上的过孔与所述侧壁和所述半导体层均接触。第四方面，提供一种阵列基板，包括上述的TFT。本专利技术实施例提供一种半导体层和TFT的制备方法、TFT、阵列基板，通过在待形成的半导体层的相对两侧形成SiO2材料的侧壁，并通过对侧壁进行氨基化处理使侧壁表面形成氨基硅氧烷单层自组装，再将羧基化的CNT溶液制作在形成有侧壁的衬底表面，使羧基化的CNT溶液与侧壁表面形成的氨基硅氧烷单层自组装进行三维空间自组装，这样会使得CNT管-管结接触节点数目减少，从而使得制备的半导体层的迁移率提高。与现有的液相法制备的半导体层相比，由于本专利技术实施例的半导体层中的CNT管-管结接触节点数目较少，因而半导体层的迁移率更高，且制备的半导体层中CNT形成的是平行阵列，因而CNT的均匀性和沟道定位都较好；与现有的气相法制备的半导体层相比，衬底不受耐高温材料的限制，且半导体层的纯度更高，金属性CNT占比更低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种半导体层的制备方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种在衬底上形成侧壁的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种在衬底上形成SiO2薄膜的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种在衬底上形成半导体层的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种TFT的结构示意图一；图6为本专利技术实施例提供的一种TFT的结构示意图二；图7为本专利技术实施例提供的一种TFT的制备方法的流程示意图；图8为本专利技术实施例提供的一种LCD的阵列基板的结构示意图一；图9为本专利技术实施例提供的一种LCD的阵列基板的结构示意图二；图10为本专利技术实施例提供的一种OLED的阵列基板的结构示意图。附图说明：10-衬底；20-侧壁；30-半导体层；301-CNT薄膜；40-栅绝缘层；50-源极；60-漏极；70-栅极；801-像素电极；802本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体层的制备方法，其特征在于，包括：在衬底上形成二氧化硅薄膜，通过构图工艺处理，在待形成的所述半导体层的相对两侧形成侧壁；对所述侧壁进行氨基化处理，使所述侧壁的表面形成氨基硅氧烷单层自组装；对碳纳米管溶液进行羧基化，并将羧基化的所述碳纳米管溶液制作在形成有所述侧壁的所述衬底表面，形成碳纳米管薄膜；利用刻蚀工艺去掉除所述侧壁之间的其它部分的碳纳米管薄膜，形成所述半导体层。

【技术特征摘要】
1.一种半导体层的制备方法，其特征在于，包括：
在衬底上形成二氧化硅薄膜，通过构图工艺处理，在待形成的所
述半导体层的相对两侧形成侧壁；
对所述侧壁进行氨基化处理，使所述侧壁的表面形成氨基硅氧烷
单层自组装；
对碳纳米管溶液进行羧基化，并将羧基化的所述碳纳米管溶液制
作在形成有所述侧壁的所述衬底表面，形成碳纳米管薄膜；
利用刻蚀工艺去掉除所述侧壁之间的其它部分的碳纳米管薄膜，
形成所述半导体层。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述侧壁进
行氨基化处理，包括：
将氨丙基硅烷溶液浸涂或喷淋在形成有所述侧壁的衬底上。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对碳纳米管溶
液进行羧基化，包括：
将强氧化剂与所述碳纳米管溶液混合，使所述碳纳米管溶液羧基
化。
4.一种TFT的制备方法，包括在衬底上形成栅极、栅绝缘层、半
导体层、源极和漏极，其特征在于，所述半导体层通过权利要求1-3
任一项所述的制备方法得到。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法
具体包括：
在衬底上形成所述半导体层；
在形成有所述半导体层的所述衬底上，形成所述栅绝缘层；
在形成有所述栅绝缘层的所述衬底上形成金属薄膜，并通...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟虎，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11