CN104218151A - 一种有机薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置 - Google Patents
一种有机薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明的实施例提供一种有机薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置，涉及薄膜晶体管技术领域，解决了薄膜晶体管中的电极层的接触角较大使得有机半导体层形成效果不佳，容易出现断线的问题，保证了薄膜晶体管的质量和性能，避免了对原材料的浪费，降低了生产成本。该薄膜晶体管包括：源极、漏极和设置于所述源极和漏极上方的有机半导体层，该有机薄膜晶体管还包括：修饰层，其中：修饰层设置于有机半导体层的下方与源极和漏极对应的位置处；修饰层覆盖源极和漏极；修饰层用于改变源极和漏极的接触角。本发明应用于显示技术领域中。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜晶体管技术领域，尤其涉及一种有机薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置。
背景技术
近年，随着科技的不断发展，电子器件的性能逐步得到提升，现有技术方案中的薄膜晶体管器件的显示面板的结构中源极和漏极是电极一般都是采用金属材料制作形成，保证了源极和漏极的导电性能。同时，为了保证电子器件的性能通常会在源极和漏极上形成有机半导体层。
但是，由于源极和漏极的接触角比较大，会出现形成有机半导体层时会出现铺展行为不佳的问题，使得最终形成的有机半导体层膜厚不均一，容易出现有机半导体层断线的问题。这样，薄膜晶体管的性能也无法得到保证。
发明内容
本发明的实施例提供一种有机薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置，解决了薄膜晶体管中的电极层的接触角较大使得有机半导体层形成效果不佳，容易出现断线的问题，保证了薄膜晶体管的质量和性能，避免了对原材料的浪费，降低了生产成本。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种有机薄膜晶体管，所述有机薄膜晶体管包括：源极、漏极和设置于所述源极和漏极上方的有机半导体层，所述有机薄膜晶体管还包括：修饰层，其中：
所述修饰层设置于有机半导体层的下方与所述源极和漏极对应的位置处；所述修饰层覆盖所述源极和漏极；
所述修饰层用于改变所述源极和漏极的接触角。
可选的，所述薄膜晶体管还包括栅绝缘层，
所述修饰层还设置于所述有机半导体层与所述栅绝缘层之间的位置处；
所述修饰层还用于改变所述栅绝缘层的接触角。
可选的，所述薄膜晶体管还包括：栅极和缓冲层，其中：
所述缓冲层分别设置于所述源极、漏极和栅极的下方与所述源极、漏极和栅极对应的位置处；
所述缓冲层分别被所述源极、漏极和栅极覆盖；
所述缓冲层的材料的附着力大于所述源极、漏极和栅极的附着力。
可选的，所述缓冲层的厚度为20～300nm。
可选的，所述修饰层的厚度为0.1～10nm。
可选的，所述源极和漏极的材料包括：金或银；
所述修饰层的材料包括：有机小分子材料或自组装小分子材料。
第二方面，提供一种阵列基板，所述阵列基板包括第一方面所述的有机薄膜晶体管。
第三方面，提供一种显示装置，所述显示装置包括阵列基板，其中：
所述阵列基板为第二方面所述的阵列基板。
第四方面，提供一种有机薄膜晶体管的制作方法，所述方法包括：形成源极、漏极和所述源极和漏极上方的有机半导体层，还包括：
在所述源极和漏极上方且与所述有机半导体层对应的位置处形成覆盖所述源极和漏极的修饰层；
所述修饰层用于改变所述源极和漏极的接触角。
可选的，所述方法还包括：形成栅绝缘层，
在所述栅绝缘层和所述有机半导体层之间的位置处形成所述修饰层；
所述修饰层还用于改变所述栅绝缘层的接触角。
可选的，所述方法还包括：形成栅极，
在所述栅极、源极和漏极下方分别形成被所述栅极、源极和漏极覆盖的缓冲层；
所述缓冲层的材料的附着力大于所述源极、漏极和栅极的附着力。
本发明的实施例提供的有机薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置，通过在薄膜晶体管的有机半导体层的下方与源极和漏极对应的位置处设置可以改变源极和漏极的接触角的修饰层，解决了薄膜晶体管中的电极层的接触角较大使得有机半导体层形成效果不佳，容易出现断线的问题，保证了薄膜晶体管的质量和性能，避免了对原材料的浪费，降低了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明的实施例提供的一种有机薄膜晶体管的结构示意图；
图2为本发明的实施例提供的另一种有机薄膜晶体管的结构示意图；
图3为本发明的实施例提供的又一种有机薄膜晶体管的结构示意图；
图4为本发明的实施例提供的一种有机薄膜晶体管的制作方法的流程示意图；
图5为本发明的实施例提供的另一种有机薄膜晶体管的制作方法的流程示意图；
图6为本发明的实施例提供的又一种有机薄膜晶体管的制作方法的流程示意图。
附图标记：1-基板；2-栅极；3-栅绝缘层；4-源极；5-漏极；6-有机半导体层；7-修饰层；8-缓冲层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的实施例提供一种有机薄膜晶体管，该有机薄膜晶体管可以是栅极底接触和栅极顶接触两种类型，本实施例中仅以栅极底接触模式为例进行说明，参照图1所示，该有机薄膜晶体管包括：基板1、栅极2、栅绝缘层3、源极4、漏极5、设置于源极4和漏极5上方的有机半导体层6和修饰层7，其中：
修饰层7设置于源极4和漏极5的上方与有机半导体层6对应的位置处；修饰层7完全覆盖源极4和漏极5。
修饰层7用于改变源极4和漏极5的接触角。
具体的，修饰层可以采用有机小分子材料例如：六甲基二硅烷(Hexamethyl Disilazane，简称HMDS)和正辛基三氯硅烷(octyltrichlorosilane，简称OTS)等或者自组装小分子材料等制作形成。在源极和漏极上方制作修饰层，由于修饰层可以与源极和漏极中的分子发生反应，发生反应之后的源极和漏极的接触角会减小，从而源极和漏极的表面势能降低，进而使得有机半导体层可以很好的形成，提高了有机半导体层的铺展效果，保证薄膜晶体管的稳定性。
基板可以是玻璃基板、塑料基板或者不锈钢与绝缘薄膜的衬底等。栅绝缘层可以是采用氧化硅、氮化硅、金属氧化物、金属氮化物或者有机材料等形成绝缘薄膜，之后通过构图工艺形成的。栅绝缘层的厚度可以是30～1000nm。栅极可以是采用金属、ITO、掺杂硅、有机导电物等形成的，栅极的厚度可以为20～200nm。源极和漏极一般都是采用金(Au)、银(Ag)等贵金属形成的，源极和漏极的厚度可以为1～30nm。
本发明的实施例提供的有机薄膜晶体管，通过在薄膜晶体管的有机半导体层的下方与源极和漏极对应的位置处设置可以改变源极和漏极的接触角的修饰层，由于修饰层的作用使得源极和漏极的接触角减小，使得有机半导体层可以与源极和漏极充分接触，保证有机半导体层可以很好的形成在源极和漏极上，解决了薄膜晶体管中的电极层的接触角较大使得有机半导体层形成效果不佳，容易出现断线的问题，保证了薄膜晶体管的质量和性能，避免了对原材料的浪费，降低了生产成本。
进一步，参照图2所示，
修饰层7还设置于有机半导体层6与栅绝缘层3之间的位置处。
修饰层7还用于改变栅绝缘层3的接触角。
需要说明的是，本实施例中有机半导体层形成在源极和漏极的上方，如图2中所示有机半导体层的部分会与栅绝缘层直接接触，进一步的在栅绝缘层上形成修饰层，可以减小栅绝缘层的接触角，有利于制备有机半导体层，保证了形成的有机半导体层的膜厚的均一性。
进一步可选的，参照图3所示，该有机薄膜晶体管还包括缓冲层8，其中：
缓冲层8分别设置于源极4、漏极5和栅极2的下方与源极4、漏极5和栅极2对应的位置处。
缓冲层6分别被源极4、漏极5和栅极2覆盖。
缓冲层6的材料的附着力大于源极、漏极和栅极的附着力。
具体的，当金属电极采用贵金属材料例如金、银等形成时，由于贵金属材料的表面附着力较差，使得形成的源极、漏极和栅极容易出现脱落的问题。本实施例中进一步的在源极、漏极和栅极的下方制作一层缓冲层，由于缓冲层的材料的表面附着力较高，这样源极、漏极和栅极可以稳固的形成在基板上，避免出现源极、漏极和栅极脱落的情况发生，保证了有机薄膜晶体管的性能。
具体的，缓冲层可以采用例如：普通金属(钼Mo、铝Al、铜Cu或者合金等)、氧化铟锡(Indium Tin Oxide，简称ITO)等附着力较强的材料制作形成。
其中，修饰层7的厚度可以为0.1～10nm。
缓冲层8的厚度为20～300nm。
具体的，缓冲层的厚度设定在20～300nm之间，修饰层的厚度设定在0.1～10nm之间，既可以保证形成的缓冲层和修饰层可以实现各个层结构应有的作用，同时避免出现缓冲层和修饰层太厚形成的薄膜浸提管厚度过厚，最终形成的显示装置的盒厚过大，降低显示装置的显示效果影响显示装置的性能。
在实际制作有机薄膜晶体管时，可以根据具体的需求、成本、实用性等综合考虑，合理设置缓冲层、修饰层、栅极、源极和漏极的厚度，在保证各层结构可以充分发挥应有的作用的同时，最终形成的薄膜晶体管的厚度不能太厚。
本发明的实施例提供的有机薄膜晶体管，通过在该有机薄膜晶体管的有机半导体层的下方与源极和漏极对应的位置处设置可以改变源极和漏极的接触角的修饰层，由于修饰层的作用使得源极和漏极的接触角减小，使得有机半导体层可以与源极和漏极充分接触，保证有机半导体层可以很好的形成在源极和漏极上，解决了薄膜晶体管中的电极层的接触角较大使得有机半导体层形成效果不佳，容易出现断线的问题，保证了薄膜晶体管的质量和性能，避免了对原材料的浪费，降低了生产成本。进而，提高了生产效率。
本发明的实施例提供一种阵列基板，该阵列基板包括附图1～3对应的实施例提供的任一有机薄膜晶体管，该有机薄膜晶体管可以是栅极底接触和栅极顶接触两种类型。
本发明的实施例提供的阵列基板，通过在阵列基板的有机薄膜晶体管的有机半导体层的下方与源极和漏极对应的位置处设置可以改变源极和漏极的接触角的修饰层，由于修饰层的作用使得源极和漏极的接触角减小，使得有机半导体层可以与源极和漏极充分接触，保证有机半导体层可以很好的形成在源极和漏极上，解决了薄膜晶体管中的电极层的接触角较大使得有机半导体层形成效果不佳，容易出现断线的问题，保证了薄膜晶体管的质量和性能，避免了对原材料的浪费，降低了生产成本。进而，提高了生产效率。
本发明的实施例提供一种显示装置，该显示装置包括本发明的实施例提供的阵列基板，该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
本发明的实施例提供的显示装置，通过在显示装置中的有机薄膜晶体管的有机半导体层的下方与源极和漏极对应的位置处设置可以改变源极和漏极的接触角的修饰层，由于修饰层的作用使得源极和漏极的接触角减小，使得有机半导体层可以与源极和漏极充分接触，保证有机半导体层可以很好的形成在源极和漏极上，解决了薄膜晶体管中的电极层的接触角较大使得有机半导体层形成效果不佳，容易出现断线的问题，保证了薄膜晶体管的质量和性能，避免了对原材料的浪费，降低了生产成本。进而，提高了生产效率。
本发明的实施例提供一种有机薄膜晶体管的制作方法，该有机薄膜晶体管可以是栅极底接触和栅极顶接触两种类型，本实施例中仅以栅极底接触模式为例进行说明，同时，为了便于理解，本实施例中将形成在与源极和漏极对应且在有机半导体层下方的位置处的修饰层叫第一层修饰层，在栅绝缘层和有机半导体层之间的修饰层叫第二层修饰层，当然这里只是限定形成的修饰层的位置不同，形成修饰层的材料可以是相同的，参照图4所示，该方法包括以下步骤：
101、在基板上形成包括栅极、栅线和栅线引线的栅金属层。
具体的，可以采用磁控溅射的方法在基板例如玻璃基板或石英基板上沉积一层厚度在至的金属薄膜，该金属薄膜通常可以采用金或者银等贵金属。然后，用掩模板通过曝光、显影、刻蚀、剥离等构图工艺处理，在基板的一定区域上形成栅金属层。
102、在栅金属层上形成栅绝缘层。
具体的，可以利用化学汽相沉积法或者磁控溅射的方法在玻璃基板上沉积厚度为至的栅电极绝缘层薄膜，该栅绝缘层薄膜的材料通常是氮化硅，也可以使用氧化硅和氮氧化硅等。
103、在栅绝缘层上形成源极和漏极。
具体的，可以采用与形成栅极类似的方法来形成源极和漏极。
104、在源极和漏极上形成覆盖源极和漏极的第一层修饰层。
其中，第一层修饰层用于改变源极和漏极的接触角。
具体的，可以采用在源极和漏极上先镀一层形成修饰层的材料的薄膜，然后通过构图工艺形成修饰层的图案，或者先利用光刻胶形成修饰层的图案，之后再涂敷一层修饰层的材料。
105、在第一层修饰层上形成覆盖源极、漏极和修饰层的有机半导体层。
具体的，可以利用化学汽相沉积法在第一层修饰层上沉积金属氧化物半导体薄膜，然后对金属氧化物半导体薄膜进行一次构图工艺形成有机半导体层，即在光刻胶涂覆后，用普通的掩模板对基板进行曝光、显影、刻蚀形成有机半导体层即可。
本发明的实施例提供的有机薄膜晶体管的制作方法，通过在制作形成有机薄膜晶体管时，在有机半导体层的下方与源极和漏极对应的位置处设置可以改变源极和漏极的接触角的修饰层，由于修饰层的作用使得源极和漏极的接触角减小，使得有机半导体层可以与源极和漏极充分接触，保证有机半导体层可以很好的形成在源极和漏极上，解决了薄膜晶体管中的电极层的接触角较大使得有机半导体层形成效果不佳，容易出现断线的问题，保证了薄膜晶体管的质量和性能，避免了对原材料的浪费，降低了生产成本。
本发明的实施例提供一种有机薄膜晶体管的制作方法，该有机薄膜晶体管可以是栅极底接触和栅极顶接触两种类型，本实施例中仅以栅极底接触模式为例进行说明，同时，为了便于理解，本实施例中将形成在与源极和漏极对应且在有机半导体层下方的位置处的修饰层叫第一层修饰层，在栅绝缘层和有机半导体层之间的修饰层叫第二层修饰层，当然这里只是限定形成的修饰层的位置不同，形成修饰层的材料可以是相同的，参照图5所示，该方法包括以下步骤：
201、在基板上形成一层包括栅极、栅线和栅线引线的栅金属层。
202、在栅金属层上形成栅绝缘层。
203、在栅绝缘层上形成源极、漏极。
204、在源极和漏极上方形成覆盖源极和漏极的第一层修饰层。
205、在栅绝缘层的上方与有机半导体层之间的位置处形成第二层修饰层。
具体的，可以采用与形成第一层修饰层相同的方法形成第二层修饰层。
206、制作覆盖第一层修饰层、第二层修饰层、源极和漏极的有机半导体层。
需要说明的是，本实施例中的流程与上述实施例中的步骤相同的描述可以参照上述实施例中的说明，此处不再赘述。
本发明的实施例提供的有机薄膜晶体管的制作方法，通过在制作形成有机薄膜晶体管时，在有机半导体层的下方与源极和漏极对应的位置处设置可以改变源极和漏极的接触角的修饰层，由于修饰层的作用使得源极和漏极的接触角减小，使得有机半导体层可以与源极和漏极充分接触，保证有机半导体层可以很好的形成在源极和漏极上，解决了薄膜晶体管中的电极层的接触角较大使得有机半导体层形成效果不佳，容易出现断线的问题，保证了薄膜晶体管的质量和性能，避免了对原材料的浪费，降低了生产成本。进而，提高了生产效率。
本发明的实施例提供一种有机薄膜晶体管的制作方法，该有机薄膜晶体管可以是栅极底接触和栅极顶接触两种类型，本实施例中仅以栅极底接触模式为例进行说明，同时，为了便于理解，本实施例中将形成在与源极和漏极对应且在有机半导体层下方的位置处的修饰层叫第一层修饰层，在栅绝缘层和有机半导体层之间的修饰层叫第二层修饰层，同时，在栅极下的缓冲层叫第一层缓冲层，在源极和漏极下方形成的缓冲叫第二层缓冲层，当然这里只是限定形成的各个修饰层的位置不同，形成的各个缓冲层的位置不同，但是形成各个修饰层的材料可以是相同的，形成各个缓冲层的材料也可以是相同的，参照图6所示，该方法包括以下步骤：
301、在基板上与栅极对应的位置处形成第一层缓冲层。
具体的，可以采用负性光刻胶形成缓冲层的图案，然后再采用真空或者溶液法镀膜形成缓冲层。或者现在基板上镀一层形成缓冲层的材料的薄膜，然后利用掩膜板形成缓冲层图案。
302、在第一层缓冲层上形成一层包括栅极、栅线和栅线引线的栅金属层。
其中，栅极覆盖第一层缓冲层。
具体的，可以采用磁控溅射的方法在基板例如玻璃基板或石英基板上沉积一层厚度在至的金属薄膜，该金属薄膜通常可以采用钼、铝、铝镍合金、钼钨合金、铬、或铜等金属，也可以使用上述几种材料薄膜的组合结构。然后，用掩模板通过曝光、显影、刻蚀、剥离等构图工艺处理，在基板的一定区域上形成栅金属层。
303、在栅金属层形成一层覆盖栅金属层的栅绝缘层。
304、在栅绝缘层上与源极和漏极对应的位置处形成第二层缓冲层。
具体的，可以参照形成第一层缓冲层的方法来形成第二层缓冲层。
305、在第二层缓冲层上形成源极、漏极和数据线。
具体的，可以采用与形成源极和漏极相同的方法形成数据线。
306、在源极和漏极上方形成覆盖源极和漏极的第一层修饰层。
307、在栅绝缘层的上方与有机半导体层之间的位置处形成第二层修饰层。
308、制作覆盖第一层修饰层、第二层修饰层、源极和漏极的有机半导体层。
309、制作覆盖有源层、源极、漏极和数据线的保护层。
具体的，采用和栅绝缘层以及有机半导体层相类似的方法，在整个基板上涂覆一层厚度在到的保护层，其材料通常是氮化硅或透明的有机树脂材料。
需要说明的是，本实施例中的流程与上述实施例中的步骤相同的描述可以参照上述实施例中的说明，此处不再赘述。
本发明的实施例提供的有机薄膜晶体管的制作方法，通过在制作形成有机薄膜晶体管时，在有机半导体层的下方与源极和漏极对应的位置处设置可以改变源极和漏极的接触角的修饰层，由于修饰层的作用使得源极和漏极的接触角减小，使得有机半导体层可以与源极和漏极充分接触，保证有机半导体层可以很好的形成在源极和漏极上，解决了薄膜晶体管中的电极层的接触角较大使得有机半导体层形成效果不佳，容易出现断线的问题，保证了薄膜晶体管的质量和性能，避免了对原材料的浪费，降低了生产成本。进而，提高了生产效率。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1.一种有机薄膜晶体管，所述有机薄膜晶体管包括：源极、漏极和设置于所述源极和漏极上方的有机半导体层，其特征在于，所述有机薄膜晶体管还包括：修饰层，其中：
所述修饰层设置于所述有机半导体层的下方与所述源极和漏极对应的位置处；所述修饰层覆盖所述源极和漏极；
所述修饰层用于改变所述源极和漏极的接触角。
2.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，所述有机薄膜晶体管还包括栅绝缘层，其中：
所述修饰层还设置于所述有机半导体层与所述栅绝缘层之间的位置处；
所述修饰层还用于改变所述栅绝缘层的接触角。
3.根据权利要求1或2所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，所述有机薄膜晶体管还包括：栅极和缓冲层，其中：
所述缓冲层分别设置于所述源极、漏极和栅极的下方与所述源极、漏极和栅极对应的位置处；
所述缓冲层分别被所述源极、漏极和栅极覆盖；
所述缓冲层的材料的附着力大于所述源极、漏极和栅极的附着力。
4.根据权利要求3所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，
所述缓冲层的厚度为20～300nm。
5.根据权利要求1或2所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，
所述修饰层的厚度为0.1～10nm。
6.根据权利要求1或2所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，
所述源极和漏极的材料包括：金或银；
所述修饰层的材料包括：有机小分子材料或自组装小分子材料。
7.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板包括权利要求1～6任一所述的有机薄膜晶体管。
8.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括阵列基板，其中：
所述阵列基板为权利要求6所述的阵列基板。
9.一种有机薄膜晶体管的制作方法，所述方法包括：形成源极、漏极和所述源极和漏极上方的有机半导体层，其特征在于，所述方法还包括：
在所述源极和漏极上方且与所述有机半导体层对应的位置处形成覆盖所述源极和漏极的修饰层；
所述修饰层用于改变所述源极和漏极的接触角。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：形成栅绝缘层，
在所述栅绝缘层和所述有机半导体层之间的位置处形成所述修饰层；
所述修饰层还用于改变所述栅绝缘层的接触角。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括形成栅极，
在所述栅极、源极和漏极下方分别形成被所述栅极、源极和漏极覆盖的缓冲层；
所述缓冲层的材料的附着力大于所述源极、漏极和栅极的附着力。
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