薄膜晶体管和阵列基板的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种薄膜晶体管和阵列基板的制备方法。本发明专利技术薄膜晶体管和阵列基板制备方法如下制备有源层的步骤：在薄膜晶体管所含的栅绝缘层外表面采用溶液法形成无机有源前驱体层，后对所述无机有源前驱体层进行退火处理形成无机有源层；至少重复依次以溶液法形成无机有源前驱体层和退火处理为周期的步骤。本发明专利技术薄膜晶体管制备方法结合溶液法采用分步多次制备有源层，从而有效减少有源层因溶液蒸发等因素产生的缺陷，提高有源层特别是与靠近栅极一端有效沟道层的致密性，从而提高了薄膜晶体管中载流子的迁移率，减少制备的薄膜晶体管的阈值电压漂移，从而提高制备的薄膜晶体管电学性能。

【技术实现步骤摘要】
薄膜晶体管和阵列基板的制备方法
本专利技术属于显示
，具体涉及一种薄膜晶体管和阵列基板的制备方法。
技术介绍
显示器已经成为人们日常工作和生活中不可或缺的部分，随着液晶显示器的发展和有源矩阵概念的深入，薄膜晶体管(TFT)技术得到了广泛的研究。目前比较成熟的TFT技术包括以氢化非晶硅(a-Si:HTFT)和多晶硅(p-SiTFT)薄膜晶体管为代表的硅基薄膜晶体管等，两者均已得到广泛的应用，但前者较低的场效应迁移率及后者较高的成本难以大规模生产使其发展遭到了局限性，更不适合下一代显示技术OLED及QLED的应用。有机薄膜晶体管(OTFT)具备制备方法多、可低温制备、柔韧度高等优势，但器件稳定性较差，且有机物易受水氧等外界条件影响等不利于其进一步应用。由于现有氧化物TFT(氧化物薄膜晶体管)如基于ZnO形成的IGZO(铟镓锌氧化物)TFT技术因为其与传统的非晶硅和多晶硅TFT相比具有高迁移率和稳定性，均匀性好等优点，而且其薄膜可实现低温制备，衬底可以选择柔性的塑料，以制备柔性显示器件，是近年来备受业界关注并得到大力发展的新型TFT背板技术。目前，制备氧化物TFT的方法通常采用磁控溅射等真空制备方法制备氧化物有源层，但是现有真空制备方法存在对设备要求高，制备成本高，而且溅射沉积的氧化物有源层质量也难控制。在这种背景下，当前出现了采用溶液法制备金属氧化物有源层的方法。如当前出现的溶液法制备金属氧化物有源层的方法是通过喷墨打印的方法制备形成所述金属氧化物有源层。该溶液法具有低成本、材料成分可控等优势而受到了广泛的研究。然而在实际生产中发现，该溶液法制备金属氧化物有源层相对比传统的真空制备金属氧化物有源层等方法，制备的氧化物TFT传输特性和可靠性较差。研究发现是该溶液法由于溶剂的存在，且在溶剂挥发后，造成有源层存在气孔缺陷。而研究小组针对此所采取的改善方法如调整热处理条件、前驱体等方法依然要面临溶液在蒸发过程中带来气孔等问题，这将对氧化物TFT的传输特性和可靠性能造成很大影响。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种薄膜晶体管和阵列基板的制备方法，以及现有采用溶液法制备的氧化物薄膜晶体管所含有源层存在气孔等不良现象而导致氧化物薄膜晶体管的传输特性和可靠性能不理想的技术问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术的一方面，提供了一薄膜晶体管的制备方法。所述薄膜晶体管制备方法包括如下制备有源层的步骤：在薄膜晶体管所含的栅绝缘层外表面采用溶液法形成无机有源前驱体层，后对所述无机有源前驱体层进行退火处理形成无机有源层；在所述无机有源层外表面至少依次重复进行一次所述采用溶液法形成无机有源前驱体层和对所述无机有源前驱体层进行退火处理的步骤。本专利技术的另一方面，提供了一种阵列基板的制备方法。所述阵列基板的制备方法包括形成薄膜晶体管的步骤；所述薄膜晶体管的形成方法是通过本专利技术薄膜晶体管的制备方法形成。与现有技术相比，本专利技术薄膜晶体管制备方法结合溶液法采用分步多次制备有源层，从而有效减少有源层因溶液蒸发等因素产生的缺陷，提高有源层特别是与靠近栅极一端有效沟道层的致密性，从而提高了薄膜晶体管中载流子的迁移率，减少有源层表面层水氧吸附和吸收对制备的薄膜晶体管的不利影响，减少制备的薄膜晶体管的阈值电压漂移，从而提高制备的薄膜晶体管电学性能。另外，本专利技术薄膜晶体管制备方法工艺条件能够保证稳定，重复性好，保证了制备的薄膜晶体管电学性能稳定。本专利技术阵列基板制备方法采用本专利技术薄膜晶体管制备方法制备薄膜晶体管，因此，制备的薄膜晶体管电学性能高，且稳定，从而使得制备的阵列基板电学性能高，且稳定；同时保证了本专利技术阵列基板制备方法重复性好，保证了制备的阵列基板电学性能稳定。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：附图1为本专利技术实施例薄膜晶体管制备方法的工艺流程图；附图2为由本专利技术实施例薄膜晶体管制备方法制备的薄膜晶体管结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实例提供了一种能提高薄膜晶体管(TFT)载流子迁移率和电学稳定的制备方法。结合图2，所述TFT的制备方法流程如图1所示，包括如下步骤：S01：在基体1一表面上形成栅极，或直接提供作为栅极的基体1；S02：在栅极外表面形成绝缘层2；S03：在绝缘层2外表面采用溶液法制备有源层3；S04：在有源层3外表面两侧形成源电极4和漏电极5。具体地，上述步骤S01中，基体1可以选用常规材料，如可以使用玻璃衬底或硅片等。在具体实施例中，该基体1材料为高掺杂P型Si衬底。该高掺杂P型Si衬底同时作为TFT栅极。在进行上述S02步骤至前，优选的对基体1进行清洗处理。该清洗处理可以按照常规的清洗处理。上述步骤S02中，形成栅绝缘层2的方法可以采用常规的方法制备，如旋涂法形成。在一实施例中，该栅绝缘层2材料可以是有机材料也可以是无机材料，如栅绝缘层2材料可选择PMMA或聚酰亚胺(PI)材料。当选择PI材料时，可将PI和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)按体积比为1﹕1配比稀释后旋涂在硅层上。然后在红外箱中干燥5分钟，再在氩气氛围以及220℃条件下退火处理3小时。另外，当上述步骤S01中的基体1材料为硅衬底如高掺杂P型Si衬底时，该栅绝缘层2可以选择在Si衬底上直接通过热氧化的方法制备一层SiO2(厚度为100-400nm)。进一步地，为有效提高栅介电材料性能，可以在SiO2层上继续沉积一层高介电常数(高K)材料，如包括但不限于Si3N4、Al2O3、HfO2等。上述步骤S03中，制备有源层3的方法采用溶液法。所述溶液法具体是将金属氧化前驱体溶液(即是形成无机有源层的溶液)涂设在绝缘层3上形成金属氧化前驱体层结构(即是形成无机有源前驱体层结构)，然后使得形成金属氧化前驱体层结构转化为金属氧化物有源层。在本专利技术实施例中，上述有源层3是采用如下为一个周期的溶液法制备形成：在栅绝缘层2外表面采用溶液法形成无机有源前驱体层，后对所述无机有源前驱体层进行退火处理形成无机有源层3；该步骤S03中，制备有源层3至少进行上述两个周期，如在栅绝缘层2外表面进行2-10个上述周期形成有源层3，优选的进行3个上述周期形成有源层3。采用至少2个上述周期形成无机有源层3，这样，在进行第一个周期形成第一无机有源层31时，如传统的溶液法制备有源层一样，采用溶液法所形成的第一无机有源层31在溶剂挥发中，依然会在第一无机有源层31中留下气孔，但是当在第一无机有源层31外表面重复进行上述周期依次制备第二无机有源层32、第三无机有源层33、、、时，第二无机有源层32会在退火处理过程中，对第一无机有源层31中的气孔进行修复，同理，第三无机有源层33会在退火处理过程中，对第二无机有源层32中的气孔进行修复，依次类推，后一无机有源层对前一无机有源层气孔进行修复，这样，使得靠近TFT栅极端的有源层3(有效沟道层)也即是第一无机有源层31(当进行上述周期至少两次时)结构致密，或者第一无机有源层31和第二无机有源层32结构致密(当进行上述周期至少3次时)结构致密，从而有效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜晶体管的制备方法，包括如下制备有源层的步骤：在薄膜晶体管所含的栅绝缘层外表面采用溶液法形成无机有源前驱体层，后对所述无机有源前驱体层进行退火处理形成无机有源层；在所述无机有源层外表面至少依次重复进行一次所述采用溶液法形成无机有源前驱体层和对所述无机有源前驱体层进行退火处理的步骤。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管的制备方法，包括如下制备有源层的步骤：在薄膜晶体管所含的栅绝缘层外表面采用溶液法形成无机有源前驱体层，后对所述无机有源前驱体层进行退火处理形成无机有源层；在所述无机有源层外表面至少依次重复进行一次所述采用溶液法形成无机有源前驱体层和对所述无机有源前驱体层进行退火处理的步骤。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述退火处理是将形成的所述无机有源前驱体层经干燥处理后先于100-500℃条件下预退火处理1-60min后，继续在100-500℃条件下后退火处理0.5-5h。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述预退火处理的温度为300℃，时间为5min；所述后退火处理的温度为450℃，时间为3h。4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：用于形成无机有源前驱体层的溶液的溶质摩尔浓度为0.1-0.5mol/L。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛征航，向超宇，李乐，张滔，张东华，邓天旸，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44