[發明專利]一種制備ZnO納米線懸浮的背柵場效應管的方法

無效

• 申請號: 200810240075.1
• 申請日: 2008-12-17
• 公開（公告）號: CN101752257A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 黎明;徐靜波;付曉君
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及化合物半導體器件技術領域，特別是一種制備ZnO納米線懸浮的背柵場效應管的方法。

背景技術

納米線(包括納米管)是目前納米科技和凝聚態物理研究中最為前沿的課題之一。它們具有優越的物理性能，是構造納米尺度元器件如激光器、傳感器、場效應晶體管、發光二極管、邏輯線路、自旋電子器件以及量子計算機等的結構單元。尤其是半導體納米線，它不僅能用于基本構件，還可以用來連接各種納米器件。通過對半導體納米線的深入研究，可望在單一納米線上制備具有復雜功能的電子、光子和自旋信息處理器件。

另外，從納米線和納米顆粒出發可合成豐富多彩的各種復合納米材料。通過原子尺度上的性能設計和結構控制，這些復合納米材料將具有優異的物理和化學性能，在電子材料、磁性材料、光學材料、催化劑材料等方面有廣闊的應用前景。

在這其中，ZnO納米線場效應晶體管(Nanowire?Field-Effect?Transistor，NW?FET)由于其獨特的性能，近幾年來受到了國際上廣泛的關注。ZnONW?FET是一種利用ZnO納米線作為溝道來實現的場效應管，在壓電效應，光學效應，電磁，化學傳感等反面均有潛在的廣泛應用。目前，國外的一些科研人員正在嘗試進行E/D?NW?FET的制作，以期在邏輯電路中實現應用，但是，并未取得突破性的成果。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種制備ZnO納米線懸浮的背柵場效應管的方法，以實現ZnO納米線懸浮的背柵場效應管的制作。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明提供了一種制備ZnO納米線懸浮的背柵場效應管的方法，該方法包括：

準備高摻雜的P++襯底；

在高摻雜的P++襯底的正面蒸發一層SiO₂形成柵氧；

采用HF濕法腐蝕去掉高摻雜P++襯底背面的氧化層，背金形成柵極；

在柵氧上光刻蒸發源漏金屬電極；

采用乙醇水解超聲的方法使ZnO納米線從本征玻璃襯底上面剝離下來；

將剝離下來的單條ZnO納米線隨機滴入P型Si襯底的源漏金屬電極上進行定位，使ZnO納米線作為場效應晶體管的溝道將源漏電極搭接起來，形成ZnO納米線懸浮的背柵場效應管。

上述方案中，所述高摻雜的P++襯底是單晶硅片摻雜濃度達到10²⁰以上，其單位電阻值小于0.01Ω·cm。

上述方案中，所述在高摻雜的P++襯底的正面蒸發的SiO₂的厚度是

上述方案中，所述采用HF濕法腐蝕去掉高摻雜P++襯底背面的氧化層，背金形成柵極，具體包括：在襯底正面用AZ5214光刻膠覆蓋，在襯底背面采用HF濕法腐蝕去掉SiO₂氧化物，丙酮水清洗，N₂吹干，然后在高摻雜的P++襯底背面采用背金工藝形成柵極。

上述方案中，所述在高摻雜的P++襯底背面采用背金工藝形成柵極，采用電子束蒸發方法，壓力小于2×10^-6Torr，背柵金屬是Ti/Au，其中，Ti的厚度是Au的厚度是

上述方案中，所述在柵氧上光刻蒸發源漏金屬電極，具體包括：將高摻雜的P++襯底在130℃烘箱走程序一次，在高摻雜的P++襯底正面形成的柵氧上涂膠AZ5214，3500轉/分，涂1分鐘，用1號源漏陽版，曝光2.8秒，反轉90s，泛曝，顯影60s，顯微鏡觀察，線條清晰完整；然后RIEO₂60sccm，20W，60秒，在H₃PO₄∶H₂O＝1∶15(體積比)的溶液中漂30秒，水沖干凈，N₂吹干，立即送蒸發金屬Ti/Au，其中Ti的厚度是Au的厚度是然后丙酮浸泡1天后取出，仍然有殘膠，超聲4檔五分鐘去掉殘膠。

上述方案中，所述采用乙醇水解超聲的方法使ZnO納米線從本征玻璃襯底上面剝離下來，具體包括：將原生長ZnO納米線的本征玻璃襯底放在乙醇中經過超聲波降解3分鐘，降解后ZnO納米線大部分從本征玻璃襯底脫離并分散在乙醇溶液中。