[發明專利]一種具備場效應晶體管功能的透射電鏡樣品臺載樣區

有效

• 申請號: 201610630623.6
• 申請日: 2016-08-02
• 公開（公告）號: CN106206227B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 羅俊;劉銳銳
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: H01J37/20
• 分類號: H01J37/20
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司12002
• 代理人: 侯力

1.一種具備場效應晶體管功能的透射電鏡樣品臺載樣區，其特征在于：包括探針區域和空白區域，其中空白區域沒有晶體管，只是覆蓋有SiO₂為絕緣層的Si襯底，目的是為了方便夾取、移動載樣區；探針區域包括不少于1個的探針，每個探針包括依次排列的不少于1個的場效應晶體管，每個場效應晶體管以Si為基底材料，SiO₂作為絕緣層覆蓋在Si基底層表面，柵極G位于Si基底層底部中心，源極S和漏極D位于SiO₂絕緣層的上部，源極S與漏極D之間為溝道區，溝道區內放置待表征樣品，該待表征樣品既是要在源極和漏極間形成溝道的材料、也是被測試的材料，而源極、漏極和柵極即是對待表征樣品進行測試的電極；所述源極、漏極和柵極的材料為Pt、Al、Cu、Au或多晶硅。

2.根據權利要求1所述具備場效應晶體管功能的透射電鏡樣品臺載樣區，其特征在于：所述透射電鏡樣品臺載樣區為矩形，邊長為1-15mm、厚度為0.1-2mm；Si基底層厚度為0.1-2mm；SiO₂絕緣層的厚度為10-1000nm；切割出的探針長度為載樣區對應邊長的1/3-2/3，剩余部分作為空白區域用于方便移、取載樣區；探針上場效應晶體管的表面為邊長為10-150μm的矩形；刻蝕后沉積的源極S、漏極D、柵極G的尺寸不超過50μm，深度不超過Si基底層或SiO₂絕緣層的厚度；源極和漏極之間的溝道區寬度為0.1-70μm，源極和漏極之間的距離要大于溝道區寬度，以保證有氧化層覆蓋在源極和漏極周圍。

3.一種如權利要求1所述具備場效應晶體管功能的透射電鏡樣品臺載樣區的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

1)在Si基底層上加熱生長一層10-1000nm厚的SiO₂絕緣層，形成覆蓋有SiO₂氧化層的Si片襯底；

2)用光刻和刻蝕將SiO₂絕緣層刻蝕成源極圖案和漏極圖案，其中，源極圖案和漏極圖案之間的距離為0.1-70μm；

3)刻蝕出一排排的源極圖案、漏極圖案和柵極圖案之間的空隙，其中相鄰的一個源極圖案、一個漏極圖案和一個柵極圖案為一組圖案，每一組圖案之間共同存在一個空隙，該空隙在源極圖案和漏極圖案之間，寬度為0.1-70μm，每一排電極占整個載樣區邊長的1/3-2/3；

4)在源極圖案、漏極圖案和柵極圖案上沉積金屬電極，作為源極、漏極和柵極三個電極，制得載樣區；

5)用金剛石鋸將上述步驟4)中制得的載樣區部分切割成探針，不含電極部分作為空白區域以方便移、取載樣區；

6)將制得的上述探針通過超聲波震蕩或氧氣等離子體的方法清洗后，制得透射電鏡樣品臺載樣區。