一种柔性纳米纤维氧化锌锡的场效应晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性纳米纤维氧化锌锡的场效应晶体管及其制备方法，包括上至下设置的顶部源电极层、顶部漏电极层，纳米纤维结构的载流子沟道层、介电层、底栅电极层和基底；所述纳米纤维结构的载流子沟道层为采用溶胶法制备的直径约100~300 nm的氧化锌锡细丝簇；制备方法包括：a）基底清洗；b）制备底栅电极层；c）制备氧化铪介电层；d）制备纳米纤维结构的载流子沟道层；e）制备顶部源电极层、顶部漏电极层。本案采用溶胶法制备纳米纤维（NF）细丝，操作简单方便，易控制分布与方向，成本低，有较高的均一性，可大规模工业应用；具有环保、高迁移率等优点；可应用于柔性可穿戴电路领域；整个器件呈透明色，具有较好的光学领域应用潜力。

A field effect transistor of flexible nanofiber ZnO and its preparation method

The invention discloses a field effect transistor of flexible nanofiber zinc oxide tin and a preparation method thereof, which comprises a top source electrode layer, a top leakage electrode layer, a carrier channel layer, a dielectric layer, a bottom gate electrode layer and a substrate of the nanofiber structure arranged from top to bottom; the carrier channel layer of the nanofiber structure is zinc oxide tin with a diameter of about 100-300 nm prepared by the sol method The preparation method includes: a) base cleaning; b) bottom gate electrode layer; c) hafnium oxide dielectric layer; d) carrier channel layer with nanofiber structure; E) top source electrode layer and top leakage electrode layer. In this case, nanofiber (NF) filaments are prepared by sol method, which is simple and convenient to operate, easy to control the distribution and direction, low cost, high uniformity, large-scale industrial application, environmental protection, high mobility and other advantages, can be applied to the field of flexible wearable circuit, and the whole device is transparent, with good application potential in optical field.

【技术实现步骤摘要】
一种柔性纳米纤维氧化锌锡的场效应晶体管及其制备方法
本专利技术涉及一种微电子
，具体是一种柔性纳米纤维氧化锌锡的场效应晶体管及其基于溶胶法的制备工艺。
技术介绍
近些年来，伴随这人们对先进电子器件的需求越来越高，场效应晶体管（FET）器件也逐渐吸引了大量的研究，并被视为在现代电子器件应用中最为关键的基础器件之一。一维纳米结构器件，例如纳米纤维（NF）等等，由于其独特的电学、光学、热学、机械学和磁性特性以及在FET、发光二极管、能源储备、存储器和传感器方面的多元应用潜力，目前已称为研究热点。NF结构FET沟道层为一根或数根纤维状半导体纳米细丝，与传统薄膜结构的FET相比，可有效减少载流子的散射，形成有效的导电沟道。然而，制备NF的传统工艺，如：静电纺丝、蒸发法、磁控法和纳米梳理等等，都具有一定的缺陷，如：难以控制纤维分布、衬底要求高、工艺成本大等等。另一方面，传统的有机物NF半导体材料往往都具有较低的迁移率以及较大的毒性，这也阻碍了NF工艺的发展。与传统工艺相比，本专利所述的溶胶刷涂法在前驱体源以及成丝的制备方面具有工艺简单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性纳米纤维氧化锌锡的场效应晶体管，其特征在于：包括上至下设置的顶部源电极层、顶部漏电极层，纳米纤维结构的载流子沟道层、介电层、底栅电极层和基底；所述纳米纤维结构的载流子沟道层为采用溶胶法制备的直径约100~300 nm的氧化锌锡细丝簇。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性纳米纤维氧化锌锡的场效应晶体管，其特征在于：包括上至下设置的顶部源电极层、顶部漏电极层，纳米纤维结构的载流子沟道层、介电层、底栅电极层和基底；所述纳米纤维结构的载流子沟道层为采用溶胶法制备的直径约100~300nm的氧化锌锡细丝簇。


2.根据权利要求1所述的一种柔性纳米纤维氧化锌锡的场效应晶体管，其特征在于：所述顶部源电极层、顶部漏电极层和底栅电极层为透明氧化铟锡电极，由水溶液法制作，厚度为50~150nm，沟道宽长比为10~20。


3.根据权利要求1所述的一种柔性纳米纤维氧化锌锡的场效应晶体管，其特征在于：所述介电层为基于溶液法制备的透明氧化铪层，由水溶液法制作，厚度为10~30nm，退火温度为200~300℃，单位面积电容为120~170nF∙cm-2。


4.根据权利要求1所述的一种柔性纳米纤维氧化锌锡的场效应晶体管，其特征在于：所述基底为透明柔性材料，厚度为400~600µm。


5.一种柔性纳米纤维氧化锌锡的场效应晶体管的制备方法，其特征在于：具体制备步骤包括：
a）基底清洗
将基底进行三次清洗，第三次超声清洗后，用氮气吹干基底；
b）制备底栅电极层
基底进行等离子清洗图案化亲水处理，15~30分钟；
底栅电极层的氧化铟锡前驱体溶液利用In(NO3)3·3H2O与SnCl2溶于去离子水中制成0.05-0.2mol/L的溶液，超声清洗10-25分钟；
成膜工艺为：氧化铟锡前驱体溶液利用旋涂的方法生长于基底之上，并利用深紫外退火方法于200~300℃下退火制成；底栅电极层形状为长条状；
c）制备氧化铪介电层
介电层的前驱体溶液利用HfCl...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵天石，赵春，赵策洲，杨莉，于水长，
申请(专利权)人：西交利物浦大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32