CN110391301A - 全透明低回滞薄膜晶体管及其制备方法 - Google Patents

全透明低回滞薄膜晶体管及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全透明低回滞薄膜晶体管及其制备方法。所述全透明低回滞薄膜晶体管采用银纳米线作为源电极材料、漏电极材料,采用半导体型单壁碳纳米管作为沟道层材料。本发明利用高纯度、高均一性的半导体型单壁碳纳米管作为薄膜晶体管的沟道材料,以高透明度、低薄膜电阻的银纳米线网络薄膜作为源、漏电极,在基底上制备了大面积、高透明的碳纳米管薄膜晶体管阵列,并使用PMMA等聚合物薄膜在器件表面进行干法封装获得较低回滞的电子器件,得到了整体透明度达到82%以上的晶体管器件,本发明提供的制备方法原料易得,不需要高温过程,易于实现器件的大面积制备。

Description

全透明低回滞薄膜晶体管及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种薄膜晶体管,特别涉及一种全透明低回滞薄膜晶体管及其制备方法,属于碳纳米管材料及本导体器件技术领域。
背景技术
目前全透明的电子器件报道较多的有太阳能电池器件、光电探测器件以及电荷耦合器件等,其中全透明薄膜晶体管凭借其良好的光透过率和优异的电学性能在AMOLED、LCD以及透明显示等领域具有广泛的应用。然而为了进一步制作高性能的全透明薄膜晶体管,源、漏电极以及半导体沟道材料的选择与优化便显得尤为重要。对于源、漏电极来说,它必须具有良好的透光率和较低的薄膜电阻,目前可供选择的透明导电电极材料有:ITO、石墨烯、碳纳米管、PEDOT、PSS等,其中由于ITO需要溅射等高温复杂工艺;石墨烯和碳纳米管不易实现单分散,且表面分散剂不易去除,导致薄膜电阻较大;PEDOT:PSS不易兼容传统半导体加工工艺。目前可供选择的半导体沟道材料有非晶硅、低温多晶硅、有机物半导体、石墨烯等,其中非晶硅迁移率低;低温多晶硅仅仅适合制备相对小面积的薄膜晶体管显示电子器件,且激光束扫描装置复杂,价格昂贵;有机物半导体迁移率低;石墨烯本身没有能级带隙,导致器件具有很小的开关比,因此上述几种材料并不能成为理想的沟道材料。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种全透明低回滞薄膜晶体管及其制备方法,以克服现有技术的不足。
为实现前述发明目的,本发明采用的技术方案包括:
本发明实施例一方面提供了一种全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管,所述晶体管采用银纳米线(AgNWs)作为源、漏电极层材料,采用单壁碳纳米管(s~SWCNTs)作为沟道层材料。
本发明实施例还提供了一种薄膜晶体管器件,其包括所述的全透明低回滞薄膜晶体管以及用于封装所述全透明低回滞薄膜晶体管的透明封装结构。
本发明实施例还提供所述全透明低回滞薄膜晶体管的制备方法,其包括:
提供表面设置有栅电极的基底;
于栅电极上形成介电层,
于所述介电层上设置透明的银纳米线薄膜,并进行图形化加工,形成源电极、漏电极,
于所述介质层上设置作为沟道层的透明半导体型单壁碳纳米管薄膜,并使所述源电极与漏电极经所述半导体型单壁碳纳米管薄膜电连接,制得全透明低回滞薄膜晶体管。
与现有技术相比,本发明利用高纯度、高均一性的半导体型单壁碳纳米管(纯度大于99.99%)网络薄膜作为薄膜晶体管的沟道材料,以高透明度、低薄膜电阻的银纳米线(AgNWs)网络薄膜作为源、漏电极,在玻璃基底上制备了大面积、高透明的碳纳米管薄膜晶体管阵列,并使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜在器件表面进行干法封装获得较低回滞的电子器件,得到了整体透明度达到82%以上的晶体管器件,本发明提供的制备方法不仅制备材料易得,不需要高温过程,而且能够实现器件的大面积制备,这对碳纳米管薄膜晶体管的全透明柔性化进程具有十分重要的推进作用。
附图说明
图1-1是本发明实施例1中全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管的制备流程图;
图1-2是本发明实施例1中一种全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管的表面形貌图;
图1-3是图1-2所示全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管的表面形貌的局部放大图;
图1-4是本发明实施例1中一种全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管的实物图;
图2a是本发明实施例1中一种全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管的UV-Vis-NIR光谱图;
图2b是本发明实施例1中一种全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管内的碳管长度分布图;
图3a是本发明实施例1中可见光通过全透明器件(全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管)的模型图;
图3b是本发明实施例1中一种全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管的各层材料的透光率的对比图;
图4a、图4b分别是本发明实施例1中一种全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管于封装前后的转移特性曲线图;
图4c是本发明实施例1中一种全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管于封装后的结构示意图;
图4d是本发明实施例1中一种全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管于封装前后的透光率测试图;
图5a是本发明实施例1中选取的15件全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管器件的转移特性曲线图;
图5b是本发明实施例1中选取的15件全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管器件的开关比统计图;
图5c是本发明实施例1中选取的15件全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管器件的迁移率统计图;
图5d是本发明实施例1中选取的15件全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管器件的输出特性曲线图;
图5e是本发明实施例1中选取的15件全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管器件于空气中放置30天后的转移特性曲线图;
图6a是本发明对比例1中的双壁碳纳米管源、漏电极的网络薄膜原子力形貌图,透过率和薄膜电阻;
图6b是本发明实施例1中一种银纳米线源、漏电极的网络薄膜原子力形貌图,透过率和薄膜电阻;
图6c是本发明对比例1中的全透明、低回滞单壁碳纳米管/双壁碳纳米管薄膜晶体管器件的不同源漏电压下的转移特性曲线;
图6d和图6e分别是本发明对比例1中的全透明、低回滞单壁碳纳米管/双壁碳纳米管薄膜晶体管器件的迁移率和开关比统计图;
图7a为本发明实施例1中半导体型单壁碳纳米管网络薄膜的形貌图;
图7b为图7a所示半导体型单壁碳纳米管网络薄膜的局部形貌放大图。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足,本案发明人经长期研究和大量实践,得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例一方面提供了一种全透明低回滞薄膜晶体管,所述晶体管采用银纳米线作为源电极材料、漏电极材料,采用半导体型单壁碳纳米管(特别是高纯度的半导体型单壁碳纳米管)作为沟道层材料。
进一步的,所述晶体管包括栅电极、介电层、源电极、漏电极和沟道层;所述栅电极设置在介电层的第一表面上,所述源电极与漏电极设置在介电层的第二表面上,所述第一表面与第二表面相背对设置,所述源电极与漏电极经沟道层电连接。
进一步的,所述晶体管还包括基底,所述栅电极设置在所述基底上。
进一步的,所述基底包括透明基底。
优选的,所述透明基底的透光率在95.6%以上。
典型的透明基底可以是玻璃等,且不限于此。
进一步的,所述栅电极包括ITO层;所述介电层包括金属氧化物层。
优选的,所述金属氧化物包括氧化铝。
优选的,所述ITO层与氧化铝层的整体透光率在90.25%以上。
进一步的,所述晶体管的整体透光率为82.37~83.68%。
进一步的,所述晶体管的回滞为0.1~1V。
更进一步的,所述沟道层由纯度大于99.99%的半导体型单壁碳纳米管形成。
优选的,所述银纳米线的直径为30~50nm,所述半导体型单壁碳纳米管的直径为1.5~2nm。
优选的,所述源电极、漏电极具有由银纳米线组成的单层或2~3层结构。
本发明实施例还提供了一种薄膜晶体管器件,其包括所述的全透明低回滞薄膜晶体管以及用于封装所述全透明低回滞薄膜晶体管的透明封装结构。
优选的,所述透明封装结构的材质包括透明的聚合物薄膜,例如聚甲基丙烯酸甲酯薄膜等,但不限于此。
优选的,所述薄膜晶体管器件包括阵列排布的多个全透明低回滞薄膜晶体管。
本发明实施例还提供所述全透明低回滞薄膜晶体管的制备方法,其包括:
提供表面设置有栅电极的基底;
于栅电极上形成介电层,
于所述介电层上设置透明的银纳米线薄膜,并进行图形化加工,形成源电极、漏电极,
于所述介质层上设置作为沟道层的透明半导体型单壁碳纳米管薄膜,并使所述源电极与漏电极经所述半导体型单壁碳纳米管薄膜电连接,制得全透明低回滞薄膜晶体管。
进一步的,所述的制备方法包括:将银纳米线分散液涂覆在介电层表面形成所述银纳米线薄膜,之后以掩模刻蚀的方式对所述银纳米线薄膜进行图形化加工,从而形成所述源、漏电极。
优选的,所述银纳米线分散液的浓度为5mg/ml。
优选的,所述银纳米线的直径为30~50nm。
优选的,旋涂的转速为3500~4500rpm;旋涂时间为30~60s。
进一步的,所述的制备方法还包括:在完成所述的图形化加工处理后,将获得的表面设置有源电极、漏电极及介电层的基底于120~150℃进行坚膜处理30~50min。
进一步的,所述的制备方法包括:将表面设置有源电极、漏电极的介电层与半导体型单壁碳纳米管的分散液接触,使半导体型单壁碳纳米管于所述介电层表面沉积形成半导体型单壁碳纳米管薄膜,之后将所述半导体型单壁碳纳米管薄膜的位于源、漏电极沟道之外的区域去除,从而形成所述沟道层。
更进一步的,所述的制备方法具体包括:将表面设置有源电极、漏电极、栅电极及介电层的基底浸入半导体型单壁碳纳米管的分散液内,并将所述半导体型单壁碳纳米管的分散液加热至60~70℃,经30~40min后,于所述介电层表面沉积形成所述半导体型单壁碳纳米管薄膜。
进一步的,所述的制备方法包括:通过氧等离子体刻蚀处理除去所述半导体型单壁碳纳米管薄膜的位于源、漏电极沟道之外的区域。
进一步的,所述的制备方法包括:在完成所述的氧等离子体刻蚀处理后,将获得的表面设置有源电极、漏电极、栅电极、沟道及介电层的基底于120℃进行坚膜处理60min。
优选的,所述半导体型单壁碳纳米管分散液的紫外可见近红外吸收值为0.05(吸收值与碳管溶液浓度成正比)。
优选的,所述高纯度单壁碳纳米管的纯度大于99.99%。
优选的,所述半导体型单壁碳纳米管的直径为1.5~2nm。
进一步的,所述的制备方法还包括:以干法封装方式对所述晶体管进行封装处理,形成透明封装结构。
本发明全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管的制备方法材料易得,不需要高温过程,而且能够实现器件的大面积制备。
实施例1
在一些较为具体的实施方案中,全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管的制备方法包括:
(1)提供基底
将厚度为1.1mm的ITO玻璃先后在丙酮、无水乙醇和去离子水中分别水浴超声10min,120℃烘干后得到较为洁净的ITO层,然后在300℃的条件下采用PECVD的方式在ITO层上沉积50nm厚的氧化铝作为介电层;具体的制备流程如图1-1中的a~b所示;
(2)银纳米线电极的制备
先将带有氧化铝的ITO玻璃在120℃的热台上加热20min,除去表面的水蒸气;
然后将带有氧化铝的ITO玻璃以等离子体处理2min,使其表面亲水化,再将溶于乙醇溶液的具有较高长径比(20/30nm)的AgNWs旋涂于氧化铝表面;
最后在150℃的热台上坚膜20min,即可得到高透明度、低电阻的AgNWs网络薄膜(AgNWs网络薄膜的形貌如图6b所示);
接着进行光刻和显影,电极处的银线用光刻胶保护,将形成有AgNWs网络薄膜的样品置于加有碘的密闭玻璃器皿中,室温下熏蒸10h,除了受保护电极处以外其余部分被碘蒸气精确的刻蚀掉,再用碘化钾洗去样品表面的碘化银,并在150℃的热台上坚膜30min,即可得到高刻蚀精度、高透明、低薄膜电阻的AgNWs电极;具体的制备流程如图1-1中的c~d所示;
(3)全透明的碳纳米管薄膜晶体管阵列的制备
将形成有AgNWs电极的样品在高纯度的s~SWCNTs溶液中于60℃加热沉积30min,以形成碳纳米管网络薄膜(本实施例中提供的碳纳米管为半导体型单壁碳纳米管,形成的半导体型单壁碳纳米管网络薄膜形貌如图7a和图7b所示);再将沉积处理后的样品用氮气枪吹干,并在120℃热台上坚膜30min;最后以氧等离子体刻蚀的方式刻蚀掉电极沟道以外的碳纳米管网络薄膜以确保器件之间的独立性;具体流程如图1-1中的e~f所示,制备形成的;制备形成的全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管的表面形貌如图1-2所示,其局部放大图如图1-3所示;全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管实物图如图1-4所示。
其中,所述s~SWCNTs溶液的制备过程包括:
准确称取质量比例为1∶1的PCz聚合物和Arc碳纳米管混合于二甲苯溶剂中,水浴超声5min后利用超声波粉碎仪型号进行超声分散30min,超声强度为30%,循环水温控制在10℃;然后将分散好的碳管溶液在50000g的离心力下离心60min,最后取出上清液即为分离的高纯度s-SWCNTs溶液(本实施例中采用半导体型单壁碳纳米管作为沟道层材料,半导体型单壁碳纳米管溶液的UV-Vis-NIR光谱和碳管的长度分布统计如图2a和图2b所示)。
(4)全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管器件的透光率表征:
碳纳米管薄膜晶体管阵列被制备在6cm×6cm的玻璃基底上,并形成沟道长度和宽度尺寸分别为5×100、20×400和50×1000三种晶体管器件;图3a为可见光通过全透明器件的模型图,由图可以看出组成器件的各部分材料的透光率是决定器件整体透明度的主要因素;图3b为本发明晶体管中各层材料的透光率的比较,从而能够详细的表征出器件制备过程中透光率的损失和最终器件的透明度,由3b图可以看出玻璃基底本身的透光率为95.6%(一般以波长为550nm处的透过率为准),栅极ITO层和氧化铝介电层的透光率共为90.25%,说明组成全透明器件的各部分材料均具有较高的透光率。由3b图可以得到器件阵列的整体透光率为83.5%,说明AgNWs层和碳管薄膜层也具有较高的光透过率,因此以AgNWs网络薄膜作为源、漏电极,以碳管薄膜作为半导体层来制备全透明器件具有较强的优势。
(5)干法封装后全透明器件回滞的改善
碳纳米管管/银纳米线薄膜晶体管中回滞产生的环境因素主要是吸附在碳纳米管表面以及基底表面的水分子和氧分子,在没有经过封装的器件中,碳纳米管表面吸附了大量的H2O/O2分子,而H2O/O2产生较高的电荷陷阱密度,由于回滞是由界面电荷陷阱引起的,在正扫(从正栅压到负栅压)的过程中,深陷阱捕获了载流子,并且不能马上释放,也就是说,载流子填充了深陷阱形成电荷陷阱;在回扫(从负栅压到正栅压)的过程中,被捕获的电荷会屏蔽掉一部分栅压,从而引起栅压的漂移,也就是我们说的回滞;干法封装后的器件(器件结构如图4c所示),PMMA薄膜与基底形成紧密结合,再通过抽真空退火,不仅可以消除掉绝大部分的H2O/O2分子,而且使空气中的H2O/O2分子无法再次接触沟道中的s-SWCNTs,从而起到了非常好的保护作用。图4a和4b分别为全透明器件干法封装前后的转移特性曲线图,由图可以看出,器件封装之前,有明显的回滞现象,约为0.9V,用PMMA干法封装之后,器件的回滞明显减小,约为0.1V。虽然PMMA层的增加必然会降低全透明器件的透过率,如图4d所示,通过测试器件封装前后的透过率,从83.68%降低到82.37%,即透过率降低了1.31%,但是本次实例中表明,在全透明器件表面干法封装PMMA层不仅方法简单,易于操作,而且能有效地降低回滞,提高器件性能,其透过率只有很小幅度的降低,这对于制备高透明度、低回滞的碳纳米管薄膜晶体管器件来说具有十分重要的应用意义。
(6)封装后全透明、低回滞单壁碳纳米管/银纳米线薄膜晶体管器件的电子特性测试
器件的电子特性是在室温环境下利用Keithley 4200半导体测试仪测试得到的,我们选取了三种不同尺寸(5μm×100μm、20μm×400μm和50μm×1000μm)的全透明器件,每种选取测试5个,即共有15个器件被测试。图5a即为测试的全透明的碳纳米管薄膜晶体管的转移特性曲线,器件表现出良好的稳定性和较高的良率,通过计算可以得出器件的迁移率为9~14cm2/(V·s),开关比为1×103~1×105,统计结果如图5b和图5c所示;图5d为全透明器件的输出特性曲线,栅压的变化范围为-2V~3V,表现出较为稳定的电子特性。
为了进一步验证全透明器件的稳定性,我们对在空气中放置30天后的器件重新进行了测试,测试结果如图5e所示,器件的转移特性曲线基本没有变化,另外通过计算可得出本发明提供的器件的回滞为0.1~1V,阈值电压为0.1~1.5V,亚阈值摆幅为167mV/dec,由此可以看出本发明提供的器件整体上表现出良好的电子特性。
由于网络薄膜必然会有很多的孔洞,而面面接触的方式似乎更有利于载流子的传输,然而柔软的碳纳米管在沉积成膜的过程中能够很好的贴附并缠绕在银纳米线网络薄膜表面,本发明采用的银纳米线和碳纳米管的直径通常分别为30~50nm和1.5~2nm,较大的直径差异更有利于碳管在银纳米线表面的贴附以及对银纳米线网络孔洞的填补,从而形成的是三维的交叉缠绕模式,从而增加了半导体碳管与银纳米线电极的接触面,降低了电极与半导体之间的接触电阻,能够实现很好的载流子的传输,从二使得本发明提供的晶体管器件具有良好的电子特性。
本发明利用高纯度、高均一性的半导体型单壁碳纳米管(纯度大于99.99%)网络薄膜作为薄膜晶体管的沟道材料,以高透明度、低薄膜电阻的银纳米线(AgNWs)网络薄膜作为源、漏电极,在玻璃基底上制备了大面积、高透明的碳纳米管薄膜晶体管阵列,并使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜在器件表面进行干法封装获得较低回滞的电子器件,得到了整体透明度达到82%以上的晶体管器件,本发明提供的制备方法不仅制备材料易得,不需要高温过程,而且能够实现器件的大面积制备,这对碳纳米管薄膜晶体管的全透明柔性化进程具有十分重要的推进作用。
本发明为了得到性能优异的全透明薄膜晶体管,采用AgNWs为源、漏电极,以s-SWCNTs为沟道材料两者相互结合的方法,最大程度的发挥各自优势,并结合透明的PMMA薄膜进行干法封装,实现了高透明度、低回滞的碳纳米管薄膜晶体管的可控制备。本发明提出的制备方法简单并且可大面积制备,其整个器件制作过程在低温下即可实现,器件基底可由柔性基底代替,与未来的柔性透明器件制备工艺需求相吻合。
对比例1
选择了双壁碳纳米管制备的透明导电膜作为源、漏电极,以纯度为99%~99.9%的半导体单壁碳纳米管作为沟道材料,制备了全透明的单壁碳纳米管/双壁碳纳米管薄膜晶体管,其制备方法包括:
(1)双壁碳纳米管透明导电膜的制备
使用P3DDT聚合物可以很好的实现高浓度、单分散的双壁碳纳米管溶液的制备,其原理是通过超声和高速离心的方法,聚合物能够很好的包裹在双壁管的表面,悬浮于甲苯溶液中,离心后不稳定的碳管和杂质均会聚沉,取其上清液即为高质量的双壁碳纳米管溶液,接着将双壁管溶液沉积成致密的网络薄膜,并对其薄膜电阻和透过率进行测试,测试结果如图6a所示,作为对比,图6b为银纳米线网络薄膜的透过率与薄膜电阻。
(2)以双壁碳纳米管为源、漏电极的全透明、低回滞器件的制备
本实验以双壁碳纳米管来替代银纳米线,器件的制备方法与实施例1基本相同,沟道中选用纯度为99%的半导体单壁碳管,其纯度低于实施例1中的半导体碳管纯度。
(3)封装后全透明、低回滞单壁碳纳米管/双壁碳纳米管薄膜晶体管器件的电子特性测试器件的电子特性是在室温环境下利用Keithley 4200半导体测试仪测试得到的,图6c即为测试的全透明的碳纳米管薄膜晶体管不同源、漏电压下的转移特性曲线,器件表现出相对较差的电子特性,通过测试大批量双壁管电极器件可以计算得出迁移率约为0.14~0.16cm2/(V·s),开关比约为1×103~1×105,统计结果如图6d和图6e所示。说明AgNWs和高纯度的s-SWCNTs的结合能最大程度的发挥各自优势,制备出高性能的全透明器件。
对比例2
采用银纳米线作为源电极材料、漏电极材料,然后通过掩模法蒸镀有机物半导体(并五苯)作为沟道层材料,并参照实施例1中的晶体管的结构和制备方法形成晶体管。
对制备的晶体管进行性能测试,器件的迁移率应小于3cm2/(V·s),开关比应小于1×104,而且透过率应低于80%,故其性能均远不及实施例1中的晶体管。
应当理解,上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全透明低回滞薄膜晶体管,其特征在于:所述晶体管采用银纳米线作为源电极材料、漏电极材料,并采用半导体型单壁碳纳米管作为沟道层材料。
2.根据权利要求1所述的全透明低回滞薄膜晶体管,其特征在于:所述晶体管包括栅电极、介电层、源电极、漏电极和沟道层;所述栅电极设置在介电层的第一表面上,所述源电极与漏电极设置在介电层的第二表面上,所述第一表面与第二表面相背对设置,所述源电极与漏电极经沟道层电连接。
3.根据权利要求2所述的全透明低回滞薄膜晶体管,其特征在于还包括基底,所述栅电极设置在所述基底上;优选的,所述基底包括透明基底;优选的,所述透明基底的透光率在95.6%以上;和/或,所述栅电极包括ITO层;所述介电层包括金属氧化物层;优选的,所述金属氧化物包括氧化铝;优选的,所述ITO层与氧化铝层的整体透光率在90.25%以上。
4.根据权利要求1所述的全透明低回滞薄膜晶体管,其特征在于:所述晶体管的整体透光率为82.37~83.68%;和/或,所述晶体管的回滞为0.1~1V;和/或,所述晶体管的沟道层由纯度大于99.99%的半导体型单壁碳纳米管形成;和/或,所述银纳米线的直径为30~50nm,所述半导体型单壁碳纳米管的直径为1~2nm;所述源电极、漏电极具有由银纳米线组成的单层或少层结构。
5.一种薄膜晶体管器件,其特征在于包括权利要求1-4中任一项所述的全透明低回滞薄膜晶体管以及用于封装所述全透明低回滞薄膜晶体管的透明封装结构;优选的,所述透明封装结构的材质包括聚甲基丙烯酸甲酯薄膜;优选的,所述薄膜晶体管器件包括阵列排布的多个全透明低回滞薄膜晶体管。
6.如权利要求1-4中任一项所述全透明低回滞薄膜晶体管的制备方法,其特征在于包括:
提供表面设置有栅电极的基底;
于栅电极上形成介电层,
于所述介电层上设置透明的银纳米线薄膜,并进行图形化加工,形成源电极、漏电极,
于所述介质层上设置作为沟道层的透明半导体型单壁碳纳米管薄膜,并使所述源电极与漏电极经所述半导体型单壁碳纳米管薄膜电连接,制得全透明低回滞薄膜晶体管。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于包括:将银纳米线分散液涂覆在介电层表面形成所述银纳米线薄膜,之后以掩模刻蚀的方式对所述银纳米线薄膜进行图形化加工,从而形成所述源、漏电极;优选的,所述银纳米线分散液的浓度为5mg/ml;优选的,所述银纳米线的直径为30~50nm;优选的,旋涂的转速为3500~4500rpm;旋涂时间为30~60s;和/或,所述的制备方法还包括:在完成所述的图形化加工处理后,将获得的表面设置有源电极、漏电极及介电层的基底于120~150℃进行坚膜处理30~50min。
8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于包括:将表面设置有源电极、漏电极的介电层与半导体型单壁碳纳米管的分散液接触,使半导体型单壁碳纳米管于所述介电层表面沉积形成半导体型单壁碳纳米管薄膜,之后将所述半导体型单壁碳纳米管薄膜的位于源、漏电极沟道之外的区域去除,从而形成所述沟道层。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于具体包括:将表面设置有源电极、漏电极、栅电极及介电层的基底浸入半导体型单壁碳纳米管的分散液内,并将所述半导体型单壁碳纳米管的分散液加热至60~70℃,经30~40min后,于所述介电层表面沉积形成所述半导体型单壁碳纳米管薄膜;和/或,所述制备方法包括:通过氧等离子体刻蚀处理除去所述半导体型单壁碳纳米管薄膜的位于源、漏电极沟道之外的区域;和/或,所述制备方法包括:在完成所述的氧等离子体刻蚀处理后,将获得的表面设置有源电极、漏电极、栅电极、沟道及介电层的基底于120℃进行坚膜处理60min;优选的,所述半导体型单壁碳纳米管分散液的紫外可见近红外吸收值为0.05;优选的,所述高纯度单壁碳纳米管的纯度大于99.99%;优选的,所述半导体型单壁碳纳米管的直径为1.5~2nm。
10.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于还包括:以干法封装方式对所述晶体管进行封装处理,形成透明封装结构。
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