薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于薄膜晶體管技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板。
【背景技術(shù)】
[0002]在各種顯示裝置(如液晶顯示裝置、有機(jī)發(fā)光二極管顯示裝置)中，陣列基板都是重要的部件。而在陣列基板中，包括大量的薄膜晶體管，故薄膜晶體管的性能對(duì)陣列基板的性能有著重要的影響。但現(xiàn)有的金屬氧化物薄膜晶體管、多晶硅薄膜晶體管的性能仍然達(dá)不到要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的薄膜晶體管性能不佳的問(wèn)題，提供一種綜合性能性能良好的薄膜晶體管及其制備方法、陣列基板。
[0004]解決本發(fā)明技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種薄膜晶體管的制備方法，其包括:
[0005]形成由石墨烯構(gòu)成的柵極的步驟，形成由氧化石墨烯構(gòu)成的柵絕緣層的步驟，形成由摻雜的氧化石墨烯或摻雜的石墨烯構(gòu)成的有源區(qū)的步驟，形成由石墨烯構(gòu)成的源極、漏極的步驟；
[0006]其中，構(gòu)成所述源極、漏極、柵極的石墨烯由氧化石墨烯還原形成；構(gòu)成所述有源區(qū)的摻雜的氧化石墨烯或摻雜的石墨烯由氧化石墨烯處理形成。
[0007]優(yōu)選的是，所述形成由石墨烯構(gòu)成的柵極的步驟包括:形成第一氧化石墨烯材料層；對(duì)第一氧化石墨烯材料層進(jìn)行還原得到第一石墨烯材料層，將所述第一石墨烯材料層圖案化形成柵極；或，將第一氧化石墨烯材料層圖案化，對(duì)圖案化的第一氧化石墨烯材料層進(jìn)行還原，形成柵極。
[0008]優(yōu)選的是，所述形成由氧化石墨烯構(gòu)成的柵絕緣層的步驟包括:形成第二氧化石墨烯材料層，以所述第二氧化石墨烯材料層作為柵絕緣層。
[0009]優(yōu)選的是，所述形成由摻雜的氧化石墨烯或摻雜的石墨烯構(gòu)成的有源區(qū)的步驟包括:形成第三氧化石墨烯材料層；對(duì)第三氧化石墨烯材料層進(jìn)行摻雜，得到摻雜的氧化石墨烯材料層，對(duì)摻雜的氧化石墨烯材料層進(jìn)行圖案化形成有源區(qū)；或，將第三氧化石墨烯材料層圖案化，對(duì)圖案化的第三氧化石墨烯材料層進(jìn)行摻雜，形成有源區(qū)；或，對(duì)第三氧化石墨烯材料層進(jìn)行還原后再摻雜，得到摻雜的石墨烯材料層，對(duì)摻雜的石墨烯材料層進(jìn)行圖案化形成有源區(qū)；或，將第三氧化石墨烯材料層圖案化，對(duì)圖案化的第三氧化石墨烯材料層進(jìn)行還原后再摻雜，形成有源區(qū)。
[0010]優(yōu)選的是，所述形成由摻雜的氧化石墨烯或摻雜的石墨烯構(gòu)成的有源區(qū)的步驟包括:形成第三氧化石墨烯材料層；在第三氧化石墨烯材料層上形成光刻膠層，所述光刻膠層中含有聚甲基丙烯酸甲酯，且通過(guò)加熱至50°c?100°C使聚甲基丙烯酸甲酯滲透至第三氧化石墨烯材料層而將其轉(zhuǎn)變?yōu)閾诫s的氧化石墨烯材料層；或，對(duì)第三氧化石墨烯材料層進(jìn)行還原，得到第二石墨烯材料層，之后在其上形成光刻膠層，所述光刻膠層中含有聚甲基丙烯酸甲酯，且通過(guò)加熱至50°C?100°C使聚甲基丙烯酸甲酯滲透至第二石墨烯材料層而將其轉(zhuǎn)變?yōu)閾诫s的石墨烯材料層；通過(guò)光刻工藝將摻雜的氧化石墨烯材料層或摻雜的石墨烯材料層圖案化，形成有源區(qū)。
[0011]優(yōu)選的是，所述形成由石墨烯構(gòu)成的源極、漏極的步驟包括:形成第四氧化石墨烯材料層；對(duì)第四氧化石墨烯材料層進(jìn)行還原得到第三石墨烯材料層，將所述第三石墨烯材料層圖案化形成源極、漏極；或，將第四氧化石墨烯材料層圖案化，對(duì)圖案化的第四氧化石墨烯材料層進(jìn)行還原，形成源極、漏極。
[0012]優(yōu)選的是，所述形成由氧化石墨烯構(gòu)成的柵絕緣層的步驟，以及形成由摻雜的氧化石墨烯或摻雜的石墨烯構(gòu)成的有源區(qū)的步驟包括:形成第五氧化石墨烯材料層；對(duì)第五氧化石墨烯材料層的表層部分進(jìn)行包括摻雜、圖案化的處理，得到由摻雜的氧化石墨烯構(gòu)成的有源區(qū)；或，對(duì)第五氧化石墨烯材料層的表層部分進(jìn)行包括還原、摻雜、圖案化的處理，得到由摻雜的石墨烯構(gòu)成的有源區(qū)；未被處理的第五氧化石墨烯材料層構(gòu)成柵絕緣層。
[0013]優(yōu)選的是，所述形成由石墨烯構(gòu)成的源極、漏極的步驟，以及形成由摻雜的氧化石墨烯或摻雜的石墨烯構(gòu)成的有源區(qū)的步驟包括:形成第六氧化石墨烯材料層；對(duì)第六氧化石墨烯材料層進(jìn)行還原得到第四石墨烯材料層；對(duì)第四石墨烯材料層進(jìn)行包括圖案化和摻雜的處理，得到源極、漏極、有源區(qū)；其中，圖案化為使第四石墨烯材料層形成源極、漏極、有源區(qū)的圖形，摻雜為對(duì)與有源區(qū)對(duì)應(yīng)的部分進(jìn)行摻雜。
[0014]解決本發(fā)明技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種薄膜晶體管，包括源極、漏極、柵極、有源區(qū)、柵絕緣層，且
[0015]所述源極、漏極、柵極由石墨烯構(gòu)成；
[0016]所述有源區(qū)由摻雜的氧化石墨烯或摻雜的石墨烯構(gòu)成；
[0017]所述柵絕緣層由氧化石墨烯構(gòu)成；
[0018]其中，構(gòu)成所述源極、漏極、柵極的石墨烯由氧化石墨烯還原形成；構(gòu)成所述有源區(qū)的摻雜的氧化石墨烯或摻雜的石墨烯由氧化石墨烯處理形成。
[0019]優(yōu)選的是，構(gòu)成所述有源區(qū)的摻雜的氧化石墨烯由對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行摻雜處理形成；或，構(gòu)成所述有源區(qū)的摻雜的石墨烯由對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行還原后再進(jìn)行摻雜處理形成。
[0020]優(yōu)選的是，所述源極、漏極的厚度在lnm?lOOnm ;和/或所述柵極的厚度在lnm?lOOnm ;和/或所述有源區(qū)的厚度在lnm?lOOnm ;和/或所述柵絕緣層的厚度在30nm?300nmo
[0021]解決本發(fā)明技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種陣列基板，其包括上述的薄膜晶體管。
[0022]優(yōu)選的是，所述的陣列基板還包括:像素電極，所述像素電極與所述源極、漏極同層設(shè)置；和/或，公共電極，所述公共電極與所述柵極同層設(shè)置。
[0023]本發(fā)明的薄膜晶體管的全部結(jié)構(gòu)均由氧化石墨烯為基礎(chǔ)原料形成，故其制備中使用的原料單一，制備簡(jiǎn)便，且氧化石墨烯便于形成薄膜，故易于用在常規(guī)工藝制備中。而且，薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)全部由石墨烯或氧化石墨烯構(gòu)成，其中石墨烯構(gòu)成的源極、漏極、柵極電阻低、導(dǎo)電性好，氧化石墨烯的柵絕緣層的絕緣性好，摻雜氧化石墨烯或摻雜石墨烯的有源區(qū)迀移率高、開(kāi)關(guān)電流比大；同時(shí)，由于其中各結(jié)構(gòu)的材料相似，因此各結(jié)構(gòu)間的晶格常數(shù)匹配，結(jié)合面不產(chǎn)生晶格畸變，有源區(qū)與源極、漏極間的接觸電阻小，不需要?dú)W姆接觸層；因此，本發(fā)明的薄膜晶體管具有優(yōu)異的綜合性能。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本發(fā)明的實(shí)施例的一種薄膜晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明的實(shí)施例的一種薄膜晶體管形成柵極后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明的實(shí)施例的一種薄膜晶體管形成柵極后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明的實(shí)施例的一種薄膜晶體管形成第一氧化石墨烯材料層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明的實(shí)施例的一種薄膜晶體管形成第一石墨烯材料層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5為本發(fā)明的實(shí)施例的一種薄膜晶體管對(duì)第一氧化石墨烯材料層進(jìn)行圖案化后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖6為本發(fā)明的實(shí)施例的一種薄膜晶體管形成柵絕緣層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖7為本發(fā)明的實(shí)施例的一種薄膜晶體管形成有源區(qū)后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖8為本發(fā)明的實(shí)施例的一種薄膜晶體管形成第五氧化石墨烯材料層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖9為本發(fā)明的實(shí)施例的一種薄膜晶體管對(duì)第五氧化石墨烯材料層的表層進(jìn)行還原后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖10為本發(fā)明的實(shí)施例的一種薄膜晶體管形成第六氧化石墨烯材料層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖11為本發(fā)明的實(shí)施例的一種薄膜晶體管形成第四石墨烯材料層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖12為本發(fā)明的實(shí)施例的一種薄膜晶體管對(duì)第四石墨烯材料層圖案化后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖13為本發(fā)明的實(shí)施例的一種薄膜晶體管形成源極、漏極、有源區(qū)后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]其中，附圖標(biāo)記為:11、柵極；12、柵絕緣層；13、有源區(qū)；14、源極；15、漏極；21、第一氧化石墨烯材料層；25、第五氧化石墨烯材料層；26、第六氧化石墨烯材料層；31、第一石墨稀材料層；34、第四石墨稀材料層；41、慘雜的石墨稀材料層；9、基底。
【具體實(shí)施方式】
[0039]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0040]實(shí)施例1:
[0041]如圖1至圖7所示，本實(shí)施例提供一種薄膜晶體管，其包括源極14、漏極15、柵極
11、有源區(qū)13、柵絕緣層12，且源極14、漏極15、柵極11由石墨烯構(gòu)成；
[0042]有源區(qū)13由摻雜的氧化石墨