阻挡层及其制备方法、薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板技术

本发明专利技术公开了一种阻挡层及其制备方法、薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板。本发明专利技术的阻挡层为有机硅烷自组装单层膜。本发明专利技术的薄膜晶体管包括栅电极、栅介质层、有源层和源

【技术实现步骤摘要】
阻挡层及其制备方法、薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板


[0001]本专利技术涉及显示
，具体涉及一种阻挡层及其制备方法、薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板。

技术介绍

[0002]薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)主要用于控制和驱动液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)中的液晶像素点、有机发光二极管(OLED，Organic Light
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Emitting Diode)显示器中的子像素，是平板显示领域最重要的电子器件之一。
[0003]随着下一代有源矩阵平板显示技术正朝着大尺寸、超高清、高帧率等方向发展，传统的氢化非晶硅(Hydrogenated amorphous silicon，a
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Si:H)TFT已经满足不了高分辨率、高刷新率显示对于迁移率的要求，而非晶氧化物半导体(Amorphous oxide semiconductor，AOS)TFT不仅具有较高的迁移率(大于10cm2/V
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s)，而且还具有良好的均匀性，此外还可以在室温下通过磁控溅射法制备，有利于大规模工业化生产，成为了目前的研究热点。显示面板尺寸的增加意味着用于互连薄膜晶体管阵列的信号线长度会增加，进而会导致信号线的电阻增大以及附加寄生电容产生的信号延迟加大，最终会导致显示图像不同步。
[0004]铜(Cu)的电阻率低，有望取代电阻率相对较高的钽(Ta)、铬(Cr)、钼(Mo)等，被认为是合适的低电阻电极材料。铜有助于降低信号传输延迟，保证显示画面正常，在55英寸的8K显示屏中，只有Cu布线(源电极和漏电极采用Cu电极)才能满足刷新率60Hz～120Hz的要求。然而，Cu电极与有源层(通常为金属氧化物半导体)之间的接触特性不够理想，会导致TFT的良率不高，且Cu原子在高温或外加电场的作用下极易向有源层和栅介质层扩散，使得TFT的性能退化甚至失效。
[0005]目前，常通过在Cu电极和有源层之间设置钼(Mo)、钛(Ti)、Mo
‑
Ti合金等阻挡层来解决上述问题。然而，钼(Mo)、钛(Ti)、Mo
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Ti合金这类阻挡层大多存在以下至少一种缺陷：1)成本较高；2)需要额外的刻蚀工艺；3)阻挡层的平整度低，表面缺陷多；4)阻挡层与有源层和Cu电极之间的结合力较小；5)阻挡层需要在高温条件下制备，且制备过程复杂、操作繁琐。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种阻挡层及其制备方法、薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板。
[0007]本专利技术所采取的技术方案是：
[0008]一种阻挡层，其为有机硅烷自组装单层膜。
[0009]优选的，一种阻挡层，其为甲基三乙氧基硅烷自组装单层膜。
[0010]优选的，所述阻挡层的厚度为1nm～5nm。
[0011]上述阻挡层的制备方法包括以下步骤：将制备好有源层的衬底置于装有有机硅烷
溶液的密闭容器中，有源层不与有机硅烷溶液直接接触，再升温至40℃～120℃进行自组装，即可在有源层上形成阻挡层。
[0012]优选的，所述自组装的时间为0.25h～3h。
[0013]一种薄膜晶体管，包括栅电极、栅介质层、有源层和源
‑
漏电极层，还包括设置在所述有源层和所述源
‑
漏电极层之间的上述阻挡层。
[0014]优选的，所述源
‑
漏电极层中的源电极和漏电极均为铜电极。
[0015]优选的，所述铜电极的厚度为80nm～200nm。
[0016]优选的，所述有源层为无机金属氧化物薄膜。
[0017]上述薄膜晶体管的制备方法包括以下步骤：
[0018]1)在衬底上依次沉积栅电极、栅介质层和有源层；
[0019]2)将制备好有源层的衬底置于装有有机硅烷溶液的密闭容器中，有源层不与有机硅烷溶液直接接触，再升温至40℃～120℃进行自组装，在有源层上形成阻挡层；
[0020]3)将制备好阻挡层的衬底放入图形化的金属掩膜版中固定，再沉积源电极和漏电极，形成源
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漏电极层，即得薄膜晶体管。
[0021]优选的，上述薄膜晶体管的制备方法包括以下步骤：
[0022]1)在衬底上依次沉积栅电极、栅介质层和有源层，并都进行图形化，最后对衬底进行退火处理；
[0023]2)将制备好有源层的衬底置于装有有机硅烷溶液的密闭容器中，有源层不与有机硅烷溶液直接接触，再升温至40℃～120℃进行自组装，在有源层上形成阻挡层；
[0024]3)将制备好阻挡层的衬底放入图形化的金属掩膜版中固定，再沉积源电极和漏电极，形成源
‑
漏电极层，即得薄膜晶体管。
[0025]优选的，步骤1)所述退火处理在300℃～350℃下进行，退火气氛为空气，退火时间为2h～4h。
[0026]优选的，步骤1)和步骤3)所述沉积的方法为磁控溅射法、蒸发法中的一种。
[0027]一种阵列基板，包括基板和设置在基板上的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管上述薄膜晶体管。
[0028]本专利技术的有益效果是：本专利技术采用有机硅烷自组装单层膜作为有源层和源
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漏电极层之间的阻挡层，可以有效降低源
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漏电极层的接触电阻，并能够阻挡源
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漏电极层中的成分在高温或外加电场的作用下向有源层和栅介质层扩散，与未设置阻挡层的TFT相比，得到的TFT的电学性能和良率均显著提升。
附图说明
[0029]图1为本专利技术的薄膜晶体管的结构示意图。
[0030]附图标识说明：衬底100、栅电极200、栅介质层300、有源层400、阻挡层500、源
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漏电极层600、源电极601、漏电极602。
[0031]图2为实施例和对比例的薄膜晶体管的转移特性曲线。
[0032]图3为实施例和对比例的薄膜晶体管的输出特性曲线。
[0033]图4为通过传输线法测试并计算得到的对比例的薄膜晶体管的接触电阻结果图。
[0034]图5为通过传输线法测试并计算得到的实施例的薄膜晶体管的接触电阻结果图。
具体实施方式
[0035]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的解释和说明。
[0036]实施例：
[0037]一种薄膜晶体管(结构示意图如图1所示)，其制备方法包括以下步骤：
[0038]1)选取厚度0.5mm的玻璃基片作为衬底，用去离子水和异丙醇各超声清洗15min，再放入恒温箱中，90℃烘1h，再通过直流磁控溅射在玻璃基板上制备厚度300nm的Al
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Nd合金薄膜，并通过光刻进行图形化，形成栅电极；
[0039]2)将制备好栅电极的玻璃基片和不锈钢板放入酒石酸铵的乙二醇溶液中，玻璃基片作为阳极，不锈钢板作为阴极，先在阳极和阴极之间施加恒定的电流，阳极和阴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻挡层，其特征在于：所述阻挡层为有机硅烷自组装单层膜。2.根据权利要求1所述的阻挡层，其特征在于：所述阻挡层的厚度为1nm～5nm。3.权利要求1或2所述的阻挡层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将制备好有源层的衬底置于装有有机硅烷溶液的密闭容器中，有源层不与有机硅烷溶液直接接触，再升温至40℃～120℃进行自组装，即可在有源层上形成阻挡层。4.根据权利要求3所述的阻挡层的制备方法，其特征在于：所述自组装的时间为0.5h～3h。5.一种薄膜晶体管，包括栅电极、栅介质层、有源层和源
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漏电极层，其特征在于：所述有源层和所述源
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漏电极层之间还设置有权利要求1或2所述的阻挡层。6.根据权利要求5所述的薄膜晶体管，其特征在于：所述源
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漏电极层中的源电极和漏...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈荣盛，翟瑀，钟伟，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：