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 .pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN110534568A

(43)申请公布日2019.12.03

(21)申请号CN201910794979.7

(22)申请日2019.08.27

(71)申请人西交利物浦大学

地址215000江苏省苏州市工业园区仁爱路111号

(72)发明人赵天石赵春赵策洲杨莉于水长

(74)专利代理机构苏州创元专利商标事务所有限公司

代理人范晴

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

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

(57)摘要

本发明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100~300nm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。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

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°C,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(NO

3

)

3

·3H

2

O与SnCl

2

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°C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

4

溶于去离子水中,溶液的浓度为0.3-0.6mol/L,超声清洗10~15分钟;

成膜工艺为介电层的前驱体溶液利用旋涂的方法生长于衬底与栅电极之上,并利用

深紫外退火方法于200~300°C下退火制成;氧化铪介电层为透明状并且厚度为

10~30nm;

d)制备纳米纤维结构的载流子沟道层

载流子沟道层的前驱体源溶胶为将SnCl

2

及Zn(AC)

2

溶于乙二醇甲醚、二甲基甲酰胺以及聚乙烯吡咯烷酮的混合溶剂中,溶液的浓度为

0.1-0.5mol/L,进行搅拌、静置、超声清洗后