[發明專利]一種制備量子點場效應晶體管列陣的方法

無效

• 申請號: 201210236350.9
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN102738191A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 聶誠磊;楊曉紅;王秀平;王杰;劉少卿;李彬;楊懷偉;尹偉紅;韓勤
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;B82Y10/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種制備量子點場效應晶體管列陣的方法，其特征在于，包括：

選擇外延片，在外延片上涂光刻膠，對外延片腐蝕出臺面，形成源漏溝道，其中同一行的源極在光刻時連在一起；

在源極和漏極蒸鍍電極，進行電極退火形成源漏與導電溝道的歐姆接觸；

蒸鍍透明電極，在源漏電極之間光刻出柵條，其中同一行的柵條連在一起；

在表面蒸鍍絕緣層，并在外延片兩端露出各行的源柵電極焊臺；

光刻并腐蝕絕緣層露出漏電極，然后蒸鍍合金，并采用剝離技術使得同一列的漏電極連在一起；以及

涂光刻膠，實現保護和表面鈍化。

2.根據權利要求1所述的制備量子點場效應晶體管列陣的方法，其特征在于，所述外延片位于襯底之上，從下至上依次為：緩沖層、第一勢壘層、重摻雜層、第二勢壘層、吸收層、量子點層、第三勢壘層和帽層；

其中，所述襯底為砷化鎵襯底；所述緩沖層是厚度為300nm的砷化鎵；所述第一勢壘層是厚度為500nm的砷化鎵鋁，其中鋁組分為0.2；所述重摻雜層是濃度為7.5×10¹³的硅重摻雜層；所述第二勢壘層包括兩層厚度均為15nm的砷化鎵鋁，其中鋁組分為0.2；所述吸收層是厚度為120nm的砷化鎵；所述量子點層是砷化銦量子點層；所述第三勢壘層包括一層厚度為30nm的砷化鎵鋁和一層厚度為120nm的砷化鎵鋁，其中鋁組分為0.2；所述帽層是厚度為10nm的砷化鎵。

3.根據權利要求1所述的制備量子點場效應晶體管列陣的方法，其特征在于，所述在外延片上涂光刻膠，對外延片腐蝕出臺面，形成源漏溝道，包括：

在外延片上涂S9912光刻膠，甩膠轉速為4000轉每秒，時間為50秒，厚度為1μm；在顯影液中顯影20秒，然后在110℃的環境中烘干20分鐘；腐蝕過程中，腐蝕液采用磷酸、雙氧水和水的比例為1∶1∶38配制，腐蝕3分20秒，腐蝕深度應達到第一勢壘層表面，即完全腐蝕重摻雜層，腐蝕深度超過300nm。

4.根據權利要求1所述的制備量子點場效應晶體管列陣的方法，其特征在于，所述在源極和漏極蒸鍍電極，進行電極退火形成源漏與導電溝道的歐姆接觸，包括：

在源極和漏極蒸鍍AuGeNi電極，采用分次蒸鍍的方法，各層金屬的厚度分別為：Ni?25nm、Au?90nm、Ge?12nm、Ni?10nm、Au?350nm；

進行電極退火形成源漏與導電溝道的歐姆接觸，退火溫度為450℃，時間1分鐘。

5.根據權利要求4所述的制備量子點場效應晶體管列陣的方法，其特征在于，所述在源極和漏極蒸鍍電極，進行電極退火形成源漏與導電溝道的歐姆接觸之后，還包括：

源極金屬電極在外延片兩端引出，用作外加電壓用，形成電壓選擇通路。

6.根據權利要求1所述的制備量子點場效應晶體管列陣的方法，其特征在于，所述蒸鍍透明電極，在源漏電極之間光刻出柵條，其中同一行的柵條連在一起，包括：

蒸鍍NiCr合金透明電極，厚度為10nm，在源漏電極之間光刻出柵條，其中同一行的柵條連在一起。

7.根據權利要求6所述的制備量子點場效應晶體管列陣的方法，其特征在于，

在蒸鍍NiCr合金透明電極時要保證臺面側壁也能蒸鍍上金屬，柵條在兩端引出焊臺，方便施加柵電壓。

8.根據權利要求1所述的制備量子點場效應晶體管列陣的方法，其特征在于，所述在表面蒸鍍絕緣層，是在表面蒸鍍二氧化硅或SU-8膠，厚度為400nm。

9.根據權利要求8所述的制備量子點場效應晶體管列陣的方法，其特征在于，所述光刻并腐蝕絕緣層露出漏電極，然后蒸鍍合金，并采用剝離技術使得同一列的漏電極連在一起，包括：

光刻并腐蝕二氧化硅或SU-8膠露出漏電極，然后蒸鍍TiAu或CrAu合金，采用剝離技術使得同一列的漏電極連在一起；漏電極條在一端引出，形成電流信號輸出通路。

10.根據權利要求1所述的制備量子點場效應晶體管列陣的方法，其特征在于，所述涂光刻膠，實現保護和表面鈍化，是涂SU-8膠，厚度約400nm，實現保護和表面鈍化，并預留出所有電極引線焊臺。