本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種氧化物薄膜晶體管及其制備方法。
背景技術(shù):薄膜晶體管(TFT,ThinFilmTransistor)主要應(yīng)用于控制和驅(qū)動液晶顯示器(LCD,LiquidCrystalDisplay)、有機發(fā)光二極管(OLED,OrganicLight-EmittingDiode)顯示器的子像素,是平板顯示領(lǐng)域中最重要的電子器件之一。在平板顯示方面,目前主要使用氫化非晶硅(a-Si:H)或多晶硅等材料的薄膜晶體管,然而氫化非晶硅材料的局限性主要表現(xiàn)在對光敏感、電子遷移率低(<1cm2/Vs)以及電學(xué)參數(shù)穩(wěn)定性差等方面,而多晶硅薄膜的局限性主要體現(xiàn)在電學(xué)性質(zhì)均勻性差、制備溫度高以及成本高等方面?;谘趸锏谋∧ぞw管電子遷移率高(1~100cm2/Vs)、制備溫度低(<400℃,遠(yuǎn)低于玻璃的熔點)、成本低(只需要普通的濺射工藝即可完成)以及持續(xù)工作穩(wěn)定性好的特點,基于金屬氧化物的薄膜晶體管在平板顯示領(lǐng)域尤其是有機發(fā)光顯示(OLED)領(lǐng)域有替代傳統(tǒng)的硅材料工藝薄膜晶體管的趨勢,受到學(xué)術(shù)界和業(yè)界的關(guān)注和廣泛研究。然而,由于氧化物半導(dǎo)體穩(wěn)定性差,容易造成氧化物薄膜晶體管的電學(xué)穩(wěn)定性差,表現(xiàn)在器件的正掃和回掃的轉(zhuǎn)移特性曲線之間磁滯回線較大,閾值電壓容易發(fā)生漂移等。因此,針對現(xiàn)有技術(shù)不足,提供一種電學(xué)穩(wěn)定性好的氧化物薄膜晶體管及其制備方法以克服現(xiàn)有技術(shù)不足甚為必要。
技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的之一是提供一種氧化物薄膜晶體管,該氧化物薄膜晶體管具有穩(wěn)定性好的特點。本發(fā)明的上述目的通過如下技術(shù)手段實現(xiàn)。一種氧化物薄膜晶體管,設(shè)置有表面自主裝單分子層,所述表面自主裝單分子層固定設(shè)置于氧化物半導(dǎo)體層的裸露面表面。上述表面自主裝單分子層是通有機溶劑或無機溶劑處理所述氧化物半導(dǎo)體層的表面獲得的;當(dāng)通過有機溶劑處理時,所述有機溶劑為甲醇、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)、六甲基磷酰三胺(HMPA)、氧化吡啶或酮類中的任意一種;當(dāng)通過無機溶劑處理時,所述無機溶劑為雙氧水。另一優(yōu)選的,上述表面自主裝單分子層是通過烷烴硫醇處理所述氧化物半導(dǎo)體層的表面獲得的。另一優(yōu)選的,上述表面自主裝單分子層通過烷基或苯基取代的三乙氧基硅烷處理所述氧化物半導(dǎo)體層的表面獲得的。以上的,上述氧化物薄膜晶體管還設(shè)置有基板、柵極、絕緣層、源極和漏極;所述柵極位于所述基板之上,所述絕緣層位于所述柵極之上,所述氧化物半導(dǎo)體層、所述源極和所述漏極位于所述絕緣層之上,所述表面自主裝單分子層位于所述氧化物半導(dǎo)體層的上表面,所述源極和所述漏極相互間隔并分別與所述氧化物半導(dǎo)體層或所述表面自主裝單分子層的兩端電性相接。上述氧化物半導(dǎo)體層的材料為ZnO。上述氧化物半導(dǎo)體層的材料為ZnO中摻入In、Ga、Sn、Cd、Al、Si、Ni、Ta、W、Hf、Y、Ti、La、Nd、Ce、Pr、Pm、Sm、Eu中的任意一種或兩種以上元素。本發(fā)明的氧化物薄膜晶體管,設(shè)置有表面自主裝單分子層,所述表面自主裝單分子層固定設(shè)置于氧化物半導(dǎo)體層的裸露面表面。通過設(shè)置表面自主裝單分子層,該表面自主裝單分子層能在不損傷氧化物半導(dǎo)體層的前提下有效修飾氧化物表面以降低氧化物半導(dǎo)體的表面能,減少水、氧吸附和解吸附現(xiàn)象,從而提高器件的穩(wěn)定性。表面自主裝單分子層還能填充氧化物半導(dǎo)體上的懸掛鍵和一些結(jié)構(gòu)缺陷,提高載流子的遷移率。此外,表面自主裝單分子層還能提高氧化物半導(dǎo)體的抗蝕性,減少后續(xù)鍍膜或刻蝕對其造成的損傷。故本發(fā)明的氧化物薄膜晶體管具有穩(wěn)定性好、制備工藝簡單、成本低廉的特點。本發(fā)明的另一目是提供一種氧化物薄膜晶體管的制備方法,所制備的氧化物薄膜晶體管具有穩(wěn)定性好的特點。本發(fā)明的上述目的通過如下技術(shù)手段實現(xiàn)。一種氧化物薄膜晶體管的制備方法,通過旋涂、滴涂或浸泡的方法在氧化物半導(dǎo)體層的裸露面表面制備表面自主裝單分子層。具體的,使用有機溶劑或者無機溶劑或者烷烴硫醇或者通過烷基或苯基取代的三乙氧基硅烷處理所述氧化物半導(dǎo)體層的裸露面表面制備表面自主裝單分子層;當(dāng)通過有機溶劑處理時,所述有機溶劑為甲醇、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)、六甲基磷酰三胺(HMPA)、氧化吡啶或酮類中的任意一種;當(dāng)通過無機溶劑處理時,所述無機溶劑為雙氧水。進(jìn)一步的,氧化物薄膜晶體管還設(shè)置有基板、柵極、絕緣層、源極和漏極;所述柵極位于所述基板之上,所述絕緣層位于所述柵極之上,所述氧化物半導(dǎo)體層、所述源極和所述漏極位于所述絕緣層之上,所述表面自主裝單分子層位于所述氧化物半導(dǎo)體層的上表面,所述源極和所述漏極相互間隔并分別與所述氧化物半導(dǎo)體層或所述表面自主裝單分子層的兩端電性相接;氧化物薄膜晶體管的制備順序為:在基板上依次制備柵極、絕緣層、氧化物半導(dǎo)體層、源極漏極層和表面自主裝單分子層;或者為在基板上依次制備柵極、絕緣層、氧化物半導(dǎo)體層、表面自主裝單分子層和源極漏極層;或者為制備順序為:在基板上依次制備柵極、絕緣層、源極漏極層、氧化物半導(dǎo)體層和表面自主裝單分子層;所述柵極是在所述基板上通過濺射的方法制備一層厚度為100~500nm的導(dǎo)電薄膜,并通過遮擋掩膜或光刻的方法圖形化制備而成;所述絕緣層是通過陽極氧化法、熱氧化法、物理氣相沉積法或化學(xué)氣相沉積法制備厚度為100~1000nm的薄膜,并通過遮擋掩膜或光刻法圖形化制備而成;所述氧化物半導(dǎo)體層是通過濺射法或溶膠-凝膠法制備厚度為10~100nm的薄膜,并通過遮擋掩膜法或光刻法圖形化制備而成;所述源極和漏極是采用真空蒸鍍或濺射的方法制備一層厚度為100~1000nm的導(dǎo)電層,并采用遮擋掩膜或光刻的方法圖形化同時制備所述源極和漏極。本發(fā)明提供的氧化物薄膜晶體管的制備方法,通過旋涂、滴涂或浸泡的方法在氧化物半導(dǎo)體層的裸露面表面制備表面自主裝單分子層。通過制備表面自主裝單分子層,該表面自主裝單分子層能在不損傷氧化物半導(dǎo)體層的前提下有效修飾氧化物表面以降低氧化物半導(dǎo)體的表面能,減少水、氧吸附和解吸附現(xiàn)象,從而提高器件的穩(wěn)定性。表面自主裝單分子層能填充氧化物半導(dǎo)體上的懸掛鍵和一些結(jié)構(gòu)缺陷,提高載流子的遷移率。此外,這層表面自主裝單分子層還能提高氧化物半導(dǎo)體的抗蝕性,減少后續(xù)鍍膜或刻蝕對其造成的損傷。故本發(fā)明方法具有工藝簡單、成本低廉的特點,所制備的氧化物薄膜晶體管穩(wěn)定性好。附圖說明圖1是本發(fā)明氧化物薄膜晶體管的實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是本發(fā)明氧化物薄膜晶體管的實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3是本發(fā)明氧化物薄膜晶體管的實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖;圖4是本發(fā)明氧化物薄膜晶體管實施例6的轉(zhuǎn)移特性曲線;圖5是本發(fā)明氧化物薄膜晶體管實施例7的轉(zhuǎn)移特性曲線;圖6是本發(fā)明氧化物薄膜晶體管實施例8的轉(zhuǎn)移特性曲線;圖7是本發(fā)明氧化物薄膜晶體管實施例9的轉(zhuǎn)移特性曲線;圖8是本發(fā)明氧化物薄膜晶體管實施例10的轉(zhuǎn)移特性曲線;圖9是本發(fā)明氧化物薄膜晶體管實施例11的轉(zhuǎn)移特性曲線;圖10是本發(fā)明氧化物薄膜晶體管實施例12的轉(zhuǎn)移特性曲線。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明,但本發(fā)明要求保護的范圍并不局限于實施例的范圍。實施例1。一種氧化物薄膜晶體管,設(shè)置有表面自主裝單分子層,表面自主裝單分子層固定設(shè)置于氧化物半導(dǎo)體層的裸露面表面。該氧化物薄膜晶體管主要用于有機發(fā)光顯示、液晶顯示、電子紙的有源驅(qū)動,也可以用于傳感器或集成電路。本發(fā)明的氧化物薄膜晶體管,具體還設(shè)置有基板、柵極、絕緣層、源極和漏極,柵極位于基板之上,絕緣層位于柵極之上,氧化物半導(dǎo)體層、源極和漏極位于絕緣層之上,表面自主裝單分子層位于氧化物半導(dǎo)體層的上表面,源極和漏極相互間隔并分別與氧化物半導(dǎo)體層或表面自主裝單分子層的兩端電性相接。需要說明的是,本發(fā)明上、下位置關(guān)系是以基板作為下層的參照位置關(guān)系。需要說明的是,本發(fā)明“相對應(yīng)”關(guān)系是指相應(yīng)的薄膜層的對稱軸或?qū)ΨQ中心在基板上的投影重合。需要說明的是,作為本領(lǐng)域的公知常識,氧化物薄膜晶體管的基板、柵極、絕緣層、源極和漏極等層狀結(jié)構(gòu)是依次設(shè)置附著于各個功能層表面的,因此相鄰兩層之間固定連接,在此不再贅述。需要說明的是,本發(fā)明的氧化物薄膜晶體管可以為僅包括基板、柵極、絕緣層、氧化物半導(dǎo)體層、源極和漏極、表面自主裝單分子層的封閉結(jié)構(gòu),也可以進(jìn)一步包括鈍化層、刻蝕阻擋層或像素定義層等,還可以與其它器件集成等結(jié)構(gòu)。也就是說,本發(fā)明是在現(xiàn)有技術(shù)的氧化物薄膜晶體管的基礎(chǔ)上設(shè)置了表面自主裝單分子層,其適用于現(xiàn)有技術(shù)中所有氧化物薄膜晶體管結(jié)構(gòu)。具體的,表面自主裝單分子層可通過有機溶劑或者無機溶劑或者烷烴硫醇或者通過烷基或苯基取代的三乙氧基硅烷處理處理氧化物半導(dǎo)體層的表面獲得的。當(dāng)通過有機溶劑處理時,有機溶劑為甲醇、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)、六甲基磷酰三胺(HMPA)、氧化吡啶或酮類等。當(dāng)通過無機溶劑處理時,無機溶劑為雙氧水等。氧化物半導(dǎo)體被這些有機溶劑處理后,能使原先吸附在氧化物半導(dǎo)體表面的氧被吸附,并且形成一層單分子層阻止外界的氧重新吸附在氧化物半導(dǎo)體上。甲醇結(jié)構(gòu)最為簡單的飽和一元醇,在醇類中極性最強,它容易被氧化成酸,甲醇處理后氧化物半導(dǎo)體表面的氧的解吸附的化學(xué)式如下:。酮類為羰基碳直接與兩個碳原子相連的有機物,如丙酮、乙酰丙酮、環(huán)己酮等。以丙酮為例,丙酮較易進(jìn)一步氧化成酸根離子,丙酮處理后氧化物半導(dǎo)體表面的氧的解吸附的化學(xué)式如下:。甲苯、二甲苯在某些條件下也能被氧化成苯甲酸。二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)、六甲基磷酰三胺(HMPA)、氧化吡啶都是極性很強的非質(zhì)子溶劑,非質(zhì)子極性溶劑能使陽離子,特別是金屬陽離子溶劑化。因此,用這類溶劑處理氧化物半導(dǎo)體表面后,能形成含有金屬氧離子的單分子層。無機溶劑中的雙氧水處理后氧化物半導(dǎo)體表面的氧的解吸附的化學(xué)式如下:;雙氧水還可以進(jìn)一步氧化未飽和的氧離子,減少氧空位缺陷。表面自主裝單分子層也可以通過烷烴硫醇處理得到。烷烴硫醇的化學(xué)式為CH3(CH2)nSH,n≥0,這類有機物能飽和氧化物半導(dǎo)體的懸掛鍵,形成M-S-(CH2)nCH3,其中M為氧化物半導(dǎo)體中的金屬氧離子如Zn、In、Ga或Sn等。這樣便在氧化物半導(dǎo)體表面形成一層自主裝單分子層。表面自主裝單分子層還可以通過烷基或苯基取代的三乙氧基硅烷處理得到。烷基或苯基取代的三乙氧基硅烷的化學(xué)式為R-(OCH2CH3)3,包括n-C12H25Si(OCH2CH3)3、C6H5Si(OCH2CH3)3等,它們能在氧化物半導(dǎo)體表面形成很強的Si-O-M鍵,從而形成自主裝的單分子層。與其它界面材料如十八烷基三氯硅氧烷(Octadecyltrichlorosilane,OTS)或六甲基二硅胺(hexamethyldisilazene,HMDS)等相比,上述的溶劑、烷烴硫醇和烷基或苯基取代的三乙氧基硅烷不具有酸性,處理氧化物半導(dǎo)體時不會腐蝕氧化物半導(dǎo)體,從而不會破壞氧化物半導(dǎo)體層。氧化物半導(dǎo)體層的材料為ZnO,也可以是ZnO中摻入In、Ga、Sn、Cd、Al、Si、Ni、Ta、W、Hf、Y、Ti、La、Nd、Ce、Pr、Pm、Sm、Eu中的任意一種或兩種以上原素。該氧化物薄膜晶體管,通過在氧化物半導(dǎo)體層的裸露面表面設(shè)置表面自主裝單分子層,相比原有的氧化物薄膜晶體管器件結(jié)構(gòu)多了一層表面自主裝單分子層,該表面自主裝單分子層能在不損傷氧化物半導(dǎo)體層的前提下有效修飾氧化物表面以降低氧化物半導(dǎo)體的表面能,減少水、氧吸附和解吸附現(xiàn)象,從而提高器件的穩(wěn)定性。同時,這層表面自主裝單分子層能填充氧化物半導(dǎo)體上的懸掛鍵和一些結(jié)構(gòu)缺陷,提高載流子的遷移率。此外,這層表面自主裝單分子層還能提高氧化物半導(dǎo)體的抗蝕性,減少后續(xù)鍍膜或刻蝕對其造成的損傷,可以不必另外制備保護層,簡化了制備工藝,降低了制備成本。可見,本發(fā)明的氧化物薄膜晶體管具有穩(wěn)定性好、制備工藝簡單和成本低廉等特點。實施例2。制備實施例1的氧化物薄膜晶體管的制備方法,除了常規(guī)結(jié)構(gòu)部分的制備工藝外,還包括通過旋涂、滴涂或浸泡的方法在氧化物半導(dǎo)體層的裸露面表面制備表面自主裝單分子層的工序。具體使用有機溶劑如甲醇、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)、六甲基磷酰三胺(HMPA)、氧化吡啶或酮類或者無機溶劑如雙氧水或者烷烴硫醇或者通過烷基或苯基取代的三乙氧基硅烷處理所述氧化物半導(dǎo)體層的裸露面表面制備表面自主裝單分子層。本發(fā)明的制備方法,由于設(shè)置了在氧化物半導(dǎo)體層的裸露面表面設(shè)置表面自主裝單分子層的工藝,該表面自主裝單分子層能在不損傷氧化物半導(dǎo)體層的前提下有效修飾氧化物表面以降低氧化物半導(dǎo)體的表面能,減少水、氧吸附和解吸附現(xiàn)象,從而提高器件的穩(wěn)定性。同時,這層表面自主裝單分子層能填充氧化物半導(dǎo)體上的懸掛鍵和一些結(jié)構(gòu)缺陷,提高載流子的遷移率。此外,這層表面自主裝單分子層還能提高氧化物半導(dǎo)體的抗蝕性,減少后續(xù)鍍膜或刻蝕對其造成的損傷,可以不必另外制備保護層,簡化了制備工藝,降低了制備成本??梢?,本發(fā)明的氧化物薄膜晶體管的制備方法具有工藝簡單和成本低廉等特點,所制備的氧化物薄膜晶體管也具有穩(wěn)定性好的特點。實施例3。一種氧化物薄膜晶體管,如圖1所示,設(shè)置有基板10、柵極11、絕緣層12、氧化物半導(dǎo)體層13、源極14a、漏極14b和表面自主裝單分子層15。柵極11位于基板10之上,絕緣層12位于基板10和柵極11之上,氧化物半導(dǎo)體層13覆蓋在絕緣層12的上表面并與柵極11對應(yīng),源極14a和漏極14b相互間隔并與氧化物半導(dǎo)體層13的兩端電性相連,表面自主裝單分子層15位于氧化物半導(dǎo)體層13的上表面未被源極14a和漏極14b覆蓋的區(qū)域?;?0為玻璃、塑料、硅片、不銹鋼、石英等襯底材料中的一種,也可以進(jìn)一步包括覆蓋在襯底上面的緩沖層或水氧阻隔層等。柵極11的材料為金屬、合金、摻雜硅、導(dǎo)電金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物等,或是由以上材料的任意組合構(gòu)成的兩層以上的疊層薄膜。絕緣層12為二氧化硅、氮化硅、氧化鋁、氧化鐿、氧化鈦、氧化鉿、氧化鉭、氧化鋯、聚酰亞胺、光刻膠、苯丙環(huán)丁烯或聚甲基丙烯酸甲酯等構(gòu)成的單層薄膜,或是由以上材料的任意組合構(gòu)成的兩層以上的疊層薄膜。氧化物半導(dǎo)體層13的材料可以為ZnO,也可以是ZnO中摻入In、Ga、Sn、Cd、Al、Si、Ni、Ta、W、Hf、Y、Ti、La、Nd、Ce、Pr、Pm、Sm、Eu中的任意一種以上或兩種以上元素。源極14a和漏極14b的材料為金屬、合金、導(dǎo)電金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物等的單層薄膜,或是由以上材料的任意組合構(gòu)成的兩層以上的疊層薄膜。表面自主裝單分子層15可通有機溶劑或者無機溶劑或者烷烴硫醇或者通過烷基或苯基取代的三乙氧基硅烷處理處理氧化物半導(dǎo)體層13的表面獲得的,其處理方式與實施例1相同,在此不再贅述。該氧化物薄膜晶體管的制備工序為:在基板10上依次制備柵極11、絕緣層12、氧化物半導(dǎo)體層13、源極14a漏極14b層和表面自主裝單分子層15。具體的步驟如下:(1)在基板10上通過濺射的方法制備一層厚度為100~500nm的導(dǎo)電薄膜,并通過遮擋掩膜或光刻的方法圖形化制備柵極11;(2)再通過陽極氧化法、熱氧化法、物理氣相沉積法或化學(xué)氣相沉積法在柵極11層上部制備厚度為100~1000nm的薄膜,并通過遮擋掩膜或光刻的方法圖形化制備絕緣層12;(3)接著,通過濺射或溶膠-凝膠的方法制備厚度為10~100nm的薄膜,并通過掩膜或光刻的方法圖形化制得氧化物層;(4)采用真空蒸鍍或濺射的方法制備一層厚度為100~1000nm的導(dǎo)電層,采用掩膜或光刻的方法圖形化同時得到源極14a和漏極14b;(5)通過旋涂、滴涂或浸泡的方法制得表面自主裝單分子層15:旋涂是將上述的溶劑、烷烴硫醇、烷基或苯基取代的三乙氧基硅烷中的任意一種滴至氧化物薄膜晶體管的氧化物半導(dǎo)體層13上,然后通過旋涂甩干;滴涂是將上述的溶劑、烷烴硫醇、烷基或苯基取代的三乙氧基硅烷中的任意一種滴至氧化物薄膜晶體管的氧化物半導(dǎo)體層13上,然后讓其自然干燥、吹干或烘干;浸泡是將含有氧化物半導(dǎo)體層13的器件浸泡在上述的溶劑、烷烴硫醇、烷基或苯基取代的三乙氧基硅烷中的任意一種中,浸泡過程可以伴隨室溫至150℃的加熱,然后將其取出甩干、吹干、烘干或自然干燥。需要說明的是,步驟(5)可以選取任意幾種處理劑按任意順序多次處理制得表面自主裝單分子層15。需要說明的是,通過步驟(5)得表面自主裝單分子層15后可以進(jìn)一步對其進(jìn)行熱處理,以使反應(yīng)更充分、性能更穩(wěn)定。該氧化物薄膜晶體管及其制備方法,通過在氧化物半導(dǎo)體層13的裸露面表面制備表面自主裝單分子層15,相比原有的氧化物薄膜晶體管器件結(jié)構(gòu)多了一層表面自主裝單分子層15,該表面自主裝單分子層15能在不損傷氧化物半導(dǎo)體層13的前提下有效修飾氧化物表面以降低氧化物半導(dǎo)體的表面能,減少水、氧吸附和解吸附現(xiàn)象,從而提高器件的穩(wěn)定性。同時,這層表面自主裝單分子層15能填充氧化物半導(dǎo)體上的懸掛鍵和一些結(jié)構(gòu)缺陷,提高載流子的遷移率。此外,這層表面自主裝單分子層15還能提高氧化物半導(dǎo)體的抗蝕性,減少后續(xù)鍍膜或刻蝕對其造成的損傷,可以不必另外制備保護層,簡化了制備工藝,降低了制備成本。可見,本發(fā)明的氧化物薄膜晶體管具有穩(wěn)定性好,制備工藝簡單、成本低廉。實施例4。一種氧化物薄膜晶體管,與實施例3的不同之處在于:源極25a和漏極25b相互間隔并與表面自主裝單分子層24的上表面的兩端電性相連,如圖2所示。其制備工序為,在基板20上依次制備柵極21、絕緣層22、氧化物半導(dǎo)體層23、表面自主裝單分子層24,最后制備源極25a和漏極25b。本發(fā)明的氧化物薄膜晶體管具有穩(wěn)定性好,制備方法具有工藝簡單、成本低廉。實施例5。一種氧化物薄膜晶體管,與實施例3的不同之處在于:氧化物半導(dǎo)體層34覆蓋在源極33a、漏極33b以及絕緣層32的上表面并與柵極31相對應(yīng),表面自主裝單分子層35位于氧化物半導(dǎo)體層34的上表面,如圖3所示。其制備工序為,在基板30上依次制備柵極31、絕緣層32、源極33a漏極33b、氧化物半導(dǎo)體層34和表面自主裝單分子層35。本發(fā)明的氧化物薄膜晶體管具有穩(wěn)定性好,制備方法具有工藝簡單、成本低廉。實施例6。本實施例的氧化物薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)如圖1所示,其具體制備方法是:首先在玻璃基板10上通過濺射的方法制備一層厚度為300nm的鋁-釹合金薄膜,并通過光刻的方法圖形化得到柵極11。絕緣層12通過陽極氧化法制備,陽極氧化中使用的電解質(zhì)溶液為酒石酸銨和乙二醇的混合液,將制備好柵極11的基片和不銹鋼板放入電解質(zhì)溶液中分別作為陽極和陰極,先在陽極和陰極之間加恒定的電流,陽極和陰極之間的電壓將隨時間線性升高,當(dāng)電壓達(dá)到100V時保持電壓恒定100V,直至陽極和陰極之間的電流減小至約為0.001mA/cm2時,鋁釹合金表面便形成一層厚度為200nm的氧化鋁釹絕緣層12。氧化物半導(dǎo)體層13的材料為IGZO(In2O3、Ga2O3和ZnO的摩爾比為1:1:2),氧化物半導(dǎo)體層13是通過射頻磁控濺射法制備厚度為40nm的薄膜并通過遮擋掩膜的方法進(jìn)行圖形化制備而成。源極14a和漏極14b的材料為ITO,通過濺射法制備厚度為280nm的ITO薄膜,通過遮擋掩膜的方法同時制備源極14a和漏極14b,使得形成寬度和長度分別為1000μm和300μm、寬長比為10:3的溝道。表面自主裝單分子層15通過丙酮處理得到,具體是將丙酮滴在上述制備好的器件的上表面,然后以2000r/min的轉(zhuǎn)速旋涂40s制得。再將整個器件在空氣中加熱至120℃保持10min。將所制備的氧化物薄膜晶體管器件性能在空氣中測試。圖4是實施例6的氧化物薄膜晶體管測得的轉(zhuǎn)移特性曲線,即漏極14b電流與柵極11電壓之間的關(guān)系。曲線的測試條件為:源極14a電壓(VS)為0V,漏極14b電壓(VD)恒定為5V,柵極11電壓(VG)先從-10V到10V正向掃描,再從-10V到10V反向掃描,測試漏極14b電流(ID)。圖4中還示意了丙酮處理前器件的轉(zhuǎn)移特性曲線。從圖4的兩組曲線的對比中可以看出,甲醇處理后的氧化物薄膜晶體管的磁滯效應(yīng)明顯減小,意味著氧吸附-解吸附效應(yīng)明顯減小;同時亞閾值擺幅明顯增大,遷移率明顯增高,意味著缺陷的減少。可見,本發(fā)明的氧化物薄膜晶體管具有穩(wěn)定性好,制備方法具有工藝簡單、成本低廉。實施例7。本實施例的氧化物薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)如圖2所示,其制備方法具體如下:首先在玻璃基板20上通過濺射法制備一層厚度為300nm的鋁-釹合金薄膜,并通過光刻的方法圖形化得到柵極21。絕緣層22和氧化物半導(dǎo)體層23的材料為和制備方法分別與實施例6中的絕緣層12和氧化物半導(dǎo)體層13的相同。表面自主裝單分子層24通過丙酮處理得到,將丙酮滴在上述制備的器件的上部,然后以2000r/min的轉(zhuǎn)速旋涂40s制得。再將器件在空氣中加熱120℃10min。然后在表面自主裝單分子層24上面制備源極25a和漏極25b,其材料和制備方法與實施例6的源極14a和漏極14b的相同。將所制備的氧化物薄膜晶體管器件性能在空氣中測試。圖5是實施例7的氧化物薄膜晶體管測得的轉(zhuǎn)移特性曲線,圖中還畫出了未設(shè)置表面自主裝單分子層24的器件的轉(zhuǎn)移特性曲線。從圖5的兩組曲線的對比中可以看出,雖然源極25a和漏極25b區(qū)域的接觸電阻變大了,但是丙酮處理后的氧化物薄膜晶體管的磁滯效應(yīng)明顯減小,意味著氧吸附-解吸附效應(yīng)明顯減小。可見,本發(fā)明的氧化物薄膜晶體管具有穩(wěn)定性好,制備方法具有工藝簡單、成本低廉。實施例8。本實施例的氧化物薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)如圖3所示,其制備方法如下:首先在玻璃基板30上通過濺射的方法制備一層厚度為300nm的鋁-釹合金薄膜,通過光刻的方法圖形化得到柵極31。絕緣層32的制備方法分別與實施例6中的絕緣層12的相同。源極33a和漏極33b的材料為ITO,通過濺射法制備在絕緣層32上制備厚度為280nm的薄膜,再通過遮擋掩膜的方法同時制備源極33a和漏極33b,使得形成寬度和長度分別為1000μm和300μm、寬長比為10:3的溝道。氧化物半導(dǎo)體層34的材料為和制備方法分別與實施例6中的氧化物半導(dǎo)體層13的相同,制備在源極33a和漏極33b的上表面以及絕緣層32的上表面并與柵極31相對應(yīng)。表面自主裝單分子層35通過丙酮處理得到,具體是將丙酮滴在上述制備的器件的上部,然后以2000r/min的轉(zhuǎn)速旋涂40s制得。最后再將器件在空氣中加熱120℃10min。將所制備的氧化物薄膜晶體管器件性能在空氣中測試。圖6是實施例8的氧化物薄膜晶體管測得的轉(zhuǎn)移特性曲線,圖中還畫出了未經(jīng)甲醇處理的器件的轉(zhuǎn)移特性曲線。從圖6的兩組曲線的對比中可以看出,丙酮處理后的氧化物薄膜晶體管的磁滯效應(yīng)明顯減小,意味著氧吸附-解吸附效應(yīng)明顯減小??梢?,本發(fā)明的氧化物薄膜晶體管具有穩(wěn)定性好,制備方法具有工藝簡單、成本低廉。實施例9。本實施例的氧化物薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)以及制備方法除表面自主裝單分子層15以外均與實施例6中的相同。所不同的是采用對二甲苯處理得到表面自主裝單分子層15,具體是將對二甲苯滴在上述制備的器件的上部,然后以2000r/min的轉(zhuǎn)速旋涂40s制得,所制備的氧化物薄膜晶體管未經(jīng)進(jìn)一步熱處理。將所制備的氧化物薄膜晶體管器件性能在空氣中測試。圖7是實施例9的氧化物薄膜晶體管測得的轉(zhuǎn)移特性曲線,圖中還畫出了對二甲苯處理前器件的轉(zhuǎn)移特性曲線。從圖7的兩組曲線的對比中可以看出,對二甲苯處理后的氧化物薄膜晶體管的磁滯效應(yīng)明顯減小,意味著氧吸附-解吸附效應(yīng)明顯減??;同時亞閾值擺幅明顯減小,遷移率明顯增高,意味著缺陷的減少。可見,本發(fā)明的氧化物薄膜晶體管具有穩(wěn)定性好,制備方法具有工藝簡單、成本低廉。實施例10。本實施例的氧化物薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)以及制備方法除表面自主裝單分子層15以外均與實施例6中的相同。所不同的是采用烷烴硫醇處理得到表面自主裝單分子層15,選用化學(xué)式為CH3(CH2)12SH的烷烴硫醇,將器件浸泡在CH3(CH2)12SH溶液中48小時,并同時伴隨加熱50℃。將所制備的氧化物薄膜晶體管器件性能在空氣中測試。圖8是實施例10的氧化物薄膜晶體管測得的轉(zhuǎn)移特性曲線,圖中還畫出了CH3(CH2)12SH處理前器件的轉(zhuǎn)移特性曲線。從圖8的兩組曲線的對比中可以看出,CH3(CH2)12SH處理后的氧化物薄膜晶體管的磁滯效應(yīng)明顯減小,意味著氧吸附-解吸附效應(yīng)明顯減?。煌瑫r亞閾值擺幅明顯減小,遷移率明顯增高,意味著缺陷的減少。可見,本發(fā)明的氧化物薄膜晶體管具有穩(wěn)定性好,制備方法具有工藝簡單、成本低廉。實施例11。本實施例的氧化物薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)以及制備方法除表面自主裝單分子層15以外均與實施例6中的相同,所不同的是采用烷基或苯基取代的三乙氧基硅烷處理得到表面自主裝單分子層15。具體是選用苯基取代的三乙氧基硅烷(化學(xué)式為C6H5Si(OCH2CH3)3),將器件浸泡在C6H5Si(OCH2CH3)3溶液中1小時,并同時伴隨加熱45℃。所制備的器件再經(jīng)后退火100℃。將所制備的氧化物薄膜晶體管器件性能在空氣中測試。圖9是實施例11的氧化物薄膜晶體管測得的轉(zhuǎn)移特性曲線,圖中還畫出了C6H5Si(OCH2CH3)3處理前器件的轉(zhuǎn)移特性曲線。從圖9的兩組曲線的對比中可以看出,C6H5Si(OCH2CH3)3處理后的氧化物薄膜晶體管的磁滯效應(yīng)明顯減小,意味著氧吸附-解吸附效應(yīng)明顯減??;同時亞閾值擺幅明顯減小,遷移率明顯增高,意味著缺陷的減少??梢?,本發(fā)明的氧化物薄膜晶體管具有穩(wěn)定性好,制備方法具有工藝簡單、成本低廉。實施例12。本實施例的氧化物薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)如圖1所示,其具體制備方法如下:首先在玻璃基板10上通過濺射的方法制備一層厚度為300nm的金屬鉬薄膜,通過光刻的方法圖形化得到柵極11。絕緣層12是通過等離子增強型化學(xué)氣相沉積(PECVD)法制備的SiNx/SiO2雙層復(fù)合薄膜,SiNx和SiO2的厚度均為100nm。氧化物半導(dǎo)體層13的材料為NAIZO(Nd2O3、Al2O3、In2O3、Ga2O3和ZnO的摩爾比為0.05:0.1:1:1),是通過射頻磁控濺射法制制備的厚度為30nm的薄膜,并通過光刻的方法進(jìn)行圖形化。源極14a和漏極14b的材料為ITO,是通過濺射的方法制備厚度為280nm的薄膜,并通過光刻剝起(lift-off)的方法同時制得源極14a和漏極14b,形成溝道的寬度和長度分別為100μm和30μm、寬長比為10:3。表面自主裝單分子層15通過雙氧水處理得到,具體將器件浸泡在雙氧水溶液中10min取出,再用去離子水清洗烘干。最后再將整個器件在空氣中加熱150℃10min。將所制備的氧化物薄膜晶體管器件性能在空氣中測試。圖10是實施例12的氧化物薄膜晶體管測得的轉(zhuǎn)移特性曲線,圖中還畫出了雙氧水處理前器件的轉(zhuǎn)移特性曲線。從圖10的兩組曲線的對比中可以看出,雙氧水處理后的氧化物薄膜晶體管的磁滯效應(yīng)明顯減小,意味著氧吸附-解吸附效應(yīng)明顯減小??梢?,本發(fā)明的氧化物薄膜晶體管具有穩(wěn)定性好,制備方法具有工藝簡單、成本低廉。最后應(yīng)當(dāng)說明的是,以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明保護范圍的限制,盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細(xì)說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。