一種半導(dǎo)體層和tft的制備方法、tft、陣列基板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體層和TFT的制備方法、TFT、陣列基板。
【背景技術(shù)】
[0002]碳納米管(Carbon Nanotube，簡(jiǎn)稱CNT)自1991年I月被日本物理學(xué)家飯島澄男使用高分辨透射電子顯微鏡從電弧法生產(chǎn)的碳纖維中發(fā)現(xiàn)以來(lái)，一直得到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注和研究。CNT是一種管狀的碳分子，管上每個(gè)碳原子采取SP2雜化，相互之間以碳-碳σ鍵結(jié)合起來(lái)，形成由六邊形組成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)作為CNT的骨架。CNT的分子結(jié)構(gòu)決定了它具有一些獨(dú)特的性質(zhì)，如優(yōu)異的電學(xué)性能、良好的導(dǎo)熱性及機(jī)械強(qiáng)度高等。
[0003 ]目前，CNT被廣泛應(yīng)用在顯示、傳感器、射頻電路、柔性電路等領(lǐng)域。CNT應(yīng)用在TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶體管)方面，被用作半導(dǎo)體層的材料?，F(xiàn)有技術(shù)中主要通過(guò)液相法和氣相法制作CNT以作為TFT中半導(dǎo)體層。
[0004]液相法是將制備的CNT經(jīng)過(guò)提純后，在水或有機(jī)溶劑中進(jìn)行分散，然后通過(guò)浸泡、旋涂、噴涂等方式制作在所需襯底上，并通過(guò)構(gòu)圖工藝而形成半導(dǎo)體層。然而，通過(guò)液相法在襯底上形成半導(dǎo)體層中的CNT—般是隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)，CNT管-管結(jié)接觸節(jié)點(diǎn)較多，從而造成迀移率一般不超過(guò)10cmVv.S，這樣就沒(méi)有發(fā)揮CNT的潛能，而且CNT網(wǎng)絡(luò)的均勻性和溝道定位不好。
[0005]氣相法可以直接在襯底上制作CNT平行陣列，因而可大幅度減小CNT管-管結(jié)接觸節(jié)點(diǎn)數(shù)目，使迀移率提高，但是氣相法制備半導(dǎo)體層時(shí)，需要的溫度較高，生長(zhǎng)CNT平行陣列的襯底十分受限，且金屬性CNT的占比很難降低，器件的開(kāi)關(guān)性能比較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體層和TFT的制備方法、TFT、陣列基板，可解決現(xiàn)有技術(shù)中利用液相法制備的半導(dǎo)體層存在的迀移率低的問(wèn)題，以及利用氣相法制備的半導(dǎo)體層存在的半導(dǎo)體純度不高、襯底受限、金屬性CNT占比較高等問(wèn)題。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
[0008]第一方面，提供一種半導(dǎo)體層的制備方法，包括:
[0009]在襯底上形成二氧化硅薄膜，通過(guò)構(gòu)圖工藝處理，在待形成的所述半導(dǎo)體層的相對(duì)兩側(cè)形成側(cè)壁;對(duì)所述側(cè)壁進(jìn)行氨基化處理，使所述側(cè)壁的表面形成氨基硅氧烷單層自組裝;對(duì)碳納米管溶液進(jìn)行羧基化，并將羧基化的所述碳納米管溶液制作在形成有所述側(cè)壁的所述襯底表面，形成碳納米管薄膜;利用刻蝕工藝去掉除所述側(cè)壁之間的其它部分的碳納米管薄膜，形成所述半導(dǎo)體層。
[0010]優(yōu)選的，對(duì)所述側(cè)壁進(jìn)行氨基化處理，包括:將氨丙基硅烷溶液浸涂或噴淋在形成有所述側(cè)壁的襯底上。
[0011]優(yōu)選的，對(duì)碳納米管溶液進(jìn)行羧基化，包括:將強(qiáng)氧化劑與所述碳納米管溶液混合，使所述碳納米管溶液羧基化。
[0012]第二方面，提供一種TFT的制備方法，包括在襯底上形成柵極、柵絕緣層、半導(dǎo)體層、源極和漏極，所述半導(dǎo)體層通過(guò)上述的制備方法得到。
[0013]優(yōu)選的，所述制備方法具體包括:在襯底上形成所述半導(dǎo)體層;在形成有所述半導(dǎo)體層的所述襯底上，形成所述柵絕緣層;在形成有所述柵絕緣層的所述襯底上形成金屬薄膜，并通過(guò)一次構(gòu)圖工藝處理，形成所述柵極、所述源極和所述漏極;其中，所述源極和所述漏極與所述半導(dǎo)體層接觸。
[0014]優(yōu)選的，形成所述柵絕緣層，包括:在形成有所述半導(dǎo)體層的所述襯底上，形成柵絕緣薄膜，通過(guò)構(gòu)圖工藝處理，形成貫穿所述柵絕緣薄膜和所述半導(dǎo)體層的過(guò)孔，形成所述柵絕緣層;其中，所述過(guò)孔緊靠側(cè)壁。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選的，形成所述柵絕緣層，包括:在形成有所述半導(dǎo)體層的所述襯底上，形成柵絕緣薄膜，通過(guò)構(gòu)圖工藝處理，形成貫穿所述柵絕緣薄膜和所述半導(dǎo)體層的過(guò)孔，形成所述柵絕緣層;其中，所述過(guò)孔緊靠側(cè)壁。
[0016]優(yōu)選的，所述襯底為柔性襯底或硬質(zhì)襯底。
[0017]第三方面，提供一種TFT，包括:柵極、柵絕緣層、半導(dǎo)體層、源極和漏極，還包括設(shè)置在所述半導(dǎo)體層兩側(cè)的側(cè)壁;所述側(cè)壁包括二氧化硅材料的主體和覆蓋所述主體表面的氨基硅氧烷單層自組裝。
[0018]優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體層靠近所述襯底設(shè)置;所述柵極、所述源極和所述漏極同層設(shè)置;所述柵絕緣層設(shè)置在所述半導(dǎo)體層與所述柵極、所述源極和所述漏極之間；其中，所述源極和所述漏極與所述半導(dǎo)體層接觸。
[0019]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述源極和所述漏極通過(guò)所述柵絕緣層上的過(guò)孔與所述側(cè)壁和所述半導(dǎo)體層均接觸。
[0020]第四方面，提供一種陣列基板，包括上述的TFT。
[0021]本發(fā)明實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體層和TFT的制備方法、TFT、陣列基板，通過(guò)在待形成的半導(dǎo)體層的相對(duì)兩側(cè)形成S12材料的側(cè)壁，并通過(guò)對(duì)側(cè)壁進(jìn)行氨基化處理使側(cè)壁表面形成氨基硅氧烷單層自組裝，再將羧基化的CNT溶液制作在形成有側(cè)壁的襯底表面，使羧基化的CNT溶液與側(cè)壁表面形成的氨基硅氧烷單層自組裝進(jìn)行三維空間自組裝，這樣會(huì)使得CNT管-管結(jié)接觸節(jié)點(diǎn)數(shù)目減少，從而使得制備的半導(dǎo)體層的迀移率提高。與現(xiàn)有的液相法制備的半導(dǎo)體層相比，由于本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體層中的CNT管-管結(jié)接觸節(jié)點(diǎn)數(shù)目較少，因而半導(dǎo)體層的迀移率更高，且制備的半導(dǎo)體層中CNT形成的是平行陣列，因而CNT的均勻性和溝道定位都較好;與現(xiàn)有的氣相法制備的半導(dǎo)體層相比，襯底不受耐高溫材料的限制，且半導(dǎo)體層的純度更高，金屬性CNT占比更低。
【附圖說(shuō)明】
[0022]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種半導(dǎo)體層的制備方法的流程示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種在襯底上形成側(cè)壁的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種在襯底上形成S12薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種在襯底上形成半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種TFT的結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0028]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種TFT的結(jié)構(gòu)示意圖二；
[0029]圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種TFT的制備方法的流程示意圖；
[0030]圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種LCD的陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0031]圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種LCD的陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖二；
[0032]圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種OLED的陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]【附圖說(shuō)明】:
[0034]10-襯底；20-側(cè)壁;30-半導(dǎo)體層；301-CNT薄膜;40-柵絕緣層；50-源極;60-漏極；70-柵極;801-像素電極;802-公共電極;803-陽(yáng)極;804-陰極;805-有機(jī)材料功能層。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0036]本發(fā)明實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體層的制備方法，如圖1所示，包括:
[0037]S100、如圖2所示，在襯底10上形成Si02( 二氧化硅)薄膜，通過(guò)構(gòu)圖工藝處理，在待形成的半導(dǎo)體層的相對(duì)兩側(cè)形成側(cè)壁20。
[0038]S卩，側(cè)壁20的材料為Si02。
[0039]其中，襯底10可以是柔性襯底，例如PET(PolyethyIene terephthalate，聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)襯底、PKPolyimide，聚酰亞胺)襯底等。當(dāng)然也可以是硬質(zhì)襯底，例如，玻璃襯底、氧化硅襯底、氮化硅襯底等。
[0040]此處，例如可以米用PECVD(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposit1n，等離子體化學(xué)氣相沉積法)、CVD(Chemical Vapor Deposit1n，化學(xué)氣相沉積法)等方法形成Si〇2薄膜。
[0041]在此基礎(chǔ)上，通過(guò)構(gòu)圖工藝處理，在待形成的半導(dǎo)體層的相對(duì)兩側(cè)形成側(cè)壁20例如可以為:在形成有S12薄膜的襯底10上形成光刻膠，使掩模板的不透光部分與待形成的側(cè)壁20的區(qū)域?qū)?yīng)，掩模板的透光部分與其他區(qū)域?qū)?yīng)，并進(jìn)行曝光、顯影，然后采用刻蝕工藝去除顯影后露出的S12薄膜(即與掩模板的透光部分對(duì)應(yīng)的區(qū)域的S12薄膜)，從而形成側(cè)壁20，之后可將側(cè)壁20上的光刻膠去除。其中，上述刻蝕工藝可以采用RIE(Reactive1n Etching，反應(yīng)離子刻蝕)或ICP(Inductively Coupled Plasma，電感親合等離子體)等方式。
[0042]需要說(shuō)明的是，對(duì)于側(cè)壁20的高度和長(zhǎng)度，可根據(jù)待形成的半導(dǎo)體層的高度和區(qū)域而定;對(duì)于側(cè)壁20的寬度(以圖2中水平方向?yàn)閰⒖?，以不影響該半導(dǎo)體