薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于显示技术领域，具体涉及薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示装置。该薄膜晶体管的制备方法，包括形成源极、漏极和有源层的步骤，其中，形成所述有源层的步骤包括：根据所述薄膜晶体管预设的阈值电压，设定有源层位于所述源极与所述漏极之间的沟槽长度；根据所述沟槽长度形成所述有源层。该薄膜晶体管的制备方法，通过改变有源层位于源极和漏极之间的沟槽长度实现了对薄膜晶体管的阈值电压的调控。该制备方法避免了在薄膜晶体管制备工艺中引入多余的步骤，不增加制备过程的工艺难度；而且对阈值电压的调控范围较大，具有有利于在实际电路应用中把薄膜晶体管的阈值电压调控在所需范围等优点。

【技术实现步骤摘要】
薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示装置
本专利技术属于显示
，具体涉及薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示装置。
技术介绍
近年来，薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，简称TFT)以其优异的电学和机械性能受到越来越多的关注。碳纳米管(CarbonNanoTube，简称CNT)薄膜具有柔性和透明等优点，作为薄膜晶体管的沟槽材料，形成的薄膜晶体管具有高迁移率、高开关比等优点，在显示驱动方面有很大的应用前景。通常情况下，由于碳纳米管材料及制备工艺过程中的不可控因素，通常制备得到的薄膜晶体管的阈值电压(ThresholdVoltage)可控性较差。而在实际的应用过程中，则需要将薄膜晶体管的阈值电压调控在一定范围内，使薄膜晶体管处于合适的工作状态。目前调控碳纳米管薄膜晶体管阈值电压的方法，主要包括：改变栅电极的功函数、对沟槽进行掺杂、对栅氧化层厚度及界面电荷的调控等方法。然而，仅靠改变栅电极的功函数对阈值电压调控能力有限，通常小于1V；对沟槽掺杂或者调控界面电荷的方法，通常工艺过程非常复杂，可控性较差，难以得到重复可靠的结果。可见，发展新的调控CNT-TFT阈值电压的方法来获得需求的薄膜晶体管，成为目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中上述不足，提供一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示装置，通过改变薄膜晶体管的有源层位于源极和漏极之间的沟槽长度来实现对薄膜晶体管阈值电压的调控。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是该薄膜晶体管的制备方法，包括形成源极、漏极和有源层的步骤，其中，形成所述有源层的步骤包括：根据所述薄膜晶体管预设的阈值电压，设定有源层位于所述源极与所述漏极之间的沟槽长度；根据所述沟槽长度形成所述有源层。优选的是，根据所述薄膜晶体管预设的阈值电压，设定有源层位于所述源极与所述漏极之间的沟槽长度，包括步骤：获取多个具有不同沟槽长度的薄膜晶体管的阈值电压；将具有与预设条件匹配的阈值电压的所述薄膜晶体管的沟槽长度，设定为所述薄膜晶体管的沟槽长度。优选的是，获取不同沟槽长度的薄膜晶体管的阈值电压包括：测量具有不同沟槽长度的薄膜晶体管的电学性能，根据所述电学性能获取所述阈值电压。优选的是，所述方法还包括：固定所述薄膜晶体管的所述源极和所述漏极之间的电压，调整沟槽宽度，使得通过所述薄膜晶体管的电流满足预设条件，从而确定所述薄膜晶体管的所述源极和所述漏极之间的沟槽宽度。优选的是，具有相同沟槽宽长比的所述薄膜晶体管，随着阈值电压的增加，使得所述沟槽长度减小。优选的是，根据所述沟槽长度形成所述有源层的步骤包括：形成碳纳米管薄膜或半导体纳米线薄膜；通过构图工艺，根据所述薄膜晶体管预设的阈值电压，将所述碳纳米管薄膜或半导体纳米线薄膜形成包括设定沟槽长度的有源层的图形。优选的是，形成所述碳纳米管薄膜的碳纳米管包括单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或者碳纳米管管束中的至少一种或多种。优选的是，通过沉积、提拉、喷涂、刮涂或印刷方式，形成所述碳纳米管薄膜或所述半导体纳米线薄膜。优选的是，通过光学曝光工艺和反应离子刻蚀工艺，形成所述有源层的图形。优选的是，所述方法还包括步骤：在形成碳纳米管薄膜或半导体纳米线薄膜之前，采用湿式化学清洗法对衬底进行处理。优选的是，所述方法还包括步骤：在形成碳纳米管薄膜或半导体纳米线薄膜之后，采用有机溶剂或去离子水对衬底进行冲洗，并进行烘干。优选的是，还包括步骤：采用金属氧化物，对位于所述源极和所述漏极之间的所述有源层的沟槽进行掺杂钝化，以提高所述薄膜晶体管性能的载流子迁移率和输出电流。优选的是，掺杂钝化的步骤为：利用电子束镀膜方式在所述薄膜晶体管的上方，沉积第一厚度的金属钇材料，在含氧空气中或采用紫外线氧化技术，将衬底加热到第一温度，并持续第一时间；其中，第一厚度范围为1-4nm，第一温度范围为200-300度，第一时间范围为20-40min。优选的是，还包括步骤：采用金属氧化物，对包括碳纳米管形成的所述有源层的薄膜晶体管进行隔离钝化，以隔离所述薄膜晶体管与外界水氧。优选的是，隔离钝化的步骤为：利用原子层沉积方式在所述薄膜晶体管的上方，沉积第二厚度的金属铝材料，将衬底在第二温度下持续第二时间生长氧化铝，其中，第二厚度范围为50-100nm，第二温度范围为150-350度，第一时间范围为2-3h。优选的是，所述沟槽的宽长比范围为1：1-1：20。一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管采用上述的制备方法制备形成。一种阵列基板，包括多个薄膜晶体管，所述薄膜晶体管为上述的薄膜晶体管。优选的是，所述阵列基板包括显示区和非显示区，所述显示区和所述非显示区的所述薄膜晶体管具有不同的尺寸、相同的沟槽宽长比。一种显示装置，包括上述的阵列基板。本专利技术的有益效果是：该薄膜晶体管的制备方法及其相应的薄膜晶体管，采用碳纳米管薄膜作为薄膜晶体管的有源层，通过改变有源层位于源极和漏极之间的沟槽长度实现了对薄膜晶体管的阈值电压的调控。该制备方法避免了在薄膜晶体管制备工艺中引入多余的步骤，不增加制备过程的工艺难度；而且对阈值电压的调控范围较大，具有有利于在实际电路应用中把薄膜晶体管的阈值电压调控在所需范围等优点。附图说明图1为本专利技术实施例1中的制备方法形成有源层的流程图；图2为本专利技术实施例1中的制备方法制备得到的薄膜晶体管的SEM图片；图3为本专利技术实施例1中的制备方法制备得到的不同沟槽几何尺寸的薄膜晶体管的SEM图片；图4为本专利技术实施例1中不同沟槽几何尺寸的薄膜晶体管的转移特性曲线和阈值电压图；附图标识中：1-源极；2-漏极；3-有源层；30-沟槽。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示装置作进一步详细描述。本专利技术中，光刻工艺，是指包括曝光、显影、刻蚀等工艺过程的利用光刻胶、掩模板、曝光机等进行刻蚀形成图形的工艺；构图工艺，包括光刻工艺，还包括打印、喷墨等其他用于形成预定图形的工艺。实施例1：本实施例提供一种薄膜晶体管的制备方法以及由该制备方法制备得到的薄膜晶体管，通过改变薄膜晶体管的沟槽长度实现对薄膜晶体管阈值电压的调控。本实施例的薄膜晶体管主要针对碳纳米管薄膜晶体管或半导体纳米线薄膜晶体管。该薄膜晶体管的制备方法，包括形成栅极、源极、漏极和有源层的步骤，如图1所示，形成有源层的步骤包括：步骤S1)：根据薄膜晶体管预设的阈值电压，设定有源层位于源极与漏极之间的沟槽长度。预设的阈值电压即为能满足应用条件而设定的阈值电压，该薄膜晶体管的制备方法通过改变薄膜晶体管的沟槽长度来调控薄膜晶体管的阈值电压，以满足预设的阈值电压。可以通过先验数据获得不同系列的薄膜晶体管的阈值电压，因此首先设计具有不同几何尺寸沟槽的碳纳米管薄膜晶体管，几何尺寸包括长度和宽度。在该步骤中，根据薄膜晶体管预设的阈值电压，设定有源层位于源极与漏极之间的沟槽长度，包括步骤：步骤S11)：获取多个具有不同沟槽长度的薄膜晶体管的阈值电压。其中，获取不同沟槽长度的薄膜晶体管的阈值电压包括：测量具有不同沟槽长度的薄膜晶体管的电学性能，电学性能可以为转移特性曲线或输出特性曲线中的电性参数，根据电学性能获取阈值电压。步骤S12)：将具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜晶体管的制备方法，包括形成源极、漏极和有源层的步骤，其特征在于，形成所述有源层的步骤包括：根据所述薄膜晶体管预设的阈值电压，设定有源层位于所述源极与所述漏极之间的沟槽长度；根据所述沟槽长度形成所述有源层。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管的制备方法，包括形成源极、漏极和有源层的步骤，其特征在于，形成所述有源层的步骤包括：根据所述薄膜晶体管预设的阈值电压，设定有源层位于所述源极与所述漏极之间的沟槽长度；根据所述沟槽长度形成所述有源层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，根据所述薄膜晶体管预设的阈值电压，设定有源层位于所述源极与所述漏极之间的沟槽长度，包括步骤：获取多个具有不同沟槽长度的薄膜晶体管的阈值电压；将具有与预设条件匹配的阈值电压的所述薄膜晶体管的沟槽长度，设定为所述薄膜晶体管的沟槽长度。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，获取不同沟槽长度的薄膜晶体管的阈值电压包括：测量具有不同沟槽长度的薄膜晶体管的电学性能，根据所述电学性能获取所述阈值电压。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：固定所述薄膜晶体管的所述源极和所述漏极之间的电压，调整沟槽宽度，使得通过所述薄膜晶体管的电流满足预设条件，从而确定所述薄膜晶体管的所述源极和所述漏极之间的沟槽宽度。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具有相同沟槽宽长比的所述薄膜晶体管，随着阈值电压的增加，使得所述沟槽长度减小。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，根据所述沟槽长度形成所述有源层的步骤包括：形成碳纳米管薄膜或半导体纳米线薄膜；通过构图工艺，根据所述薄膜晶体管预设的阈值电压，将所述碳纳米管薄膜或半导体纳米线薄膜形成包括设定沟槽长度的有源层的图形。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，形成所述碳纳米管薄膜的碳纳米管包括单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或者碳纳米管管束中的至少一种或多种。8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，通过沉积、提拉、喷涂、刮涂或印刷方式，形成所述碳纳米管薄膜或所述半导体纳米线薄膜。9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，通过光学曝光工艺和反应离子刻蚀工艺，形成所述有源层的图形。10.根据权利要求6所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟虎，梁学磊，夏继业，田博元，董国栋，黄奇，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11