[發明專利]一種基于硅納米膜的柔性金屬型雙底柵晶體管及制造方法

在審

• 申請號: 201710776726.8
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107425078A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 秦國軒;王亞楠;趙政;黨孟嬌;張一波
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/49;H01L29/45;H01L23/532;H01L21/336
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種基于硅納米膜的柔性金屬型雙底柵晶體管，包括由下至上依次設置的柔性襯底(6)、柔性導電層(7)和柔性介電層(8)，其特征在于，所述的柔性介電層(8)上下貫通的形成有直通到柔性導電層(7)上表面的第一通孔(12)和第二通孔(13)，所述柔性介電層(8)的上表面，依次并排設置有由硅納米薄膜構成的第一N型摻雜區(1)、第一未摻雜區(2)、第二N型摻雜區(3)、第二未摻雜區(4)和第三N型摻雜區(5)，其中，所述第一N型摻雜區(1)通過互連線(14)連接設置在柔性介電層(8)上表面的第一源極(9)，所述第三N型摻雜區(5)通過互連線(14)連接設置在柔性介電層(8)上表面的第二源極(10)，所述第二N型摻雜區(3)通過互連線(14)連接設置在柔性介電層(8)上表面的漏極(15)，所述柔性介電層(8)的上表面還設置有柵極(11)，所述柵極(11)通過互連線(14)分別貫穿所述的第一通孔(12)和第二通孔(13)連接柔性導電層(7)。

2.根據權利要求1所述的一種基于硅納米膜的柔性金屬型雙底柵晶體管，其特征在于，所述的柔性襯底(6)為塑料PEN基底。

3.根據權利要求1所述的一種基于硅納米膜的柔性金屬型雙底柵晶體管，其特征在于，所述的柔性導電層(7)為ITO透明導電薄膜。

4.根據權利要求1所述的一種基于硅納米膜的柔性金屬型雙底柵晶體管，其特征在于，所述的柔性介電層(8)為氧化鋅介電層。

5.根據權利要求1所述的一種基于硅納米膜的柔性金屬型雙底柵晶體管，其特征在于，所述的第一源極(9)、第二源極(10)、柵極(11)、漏極(15)和互連線(14)均是由鉻金形成。

6.根據權利要求1所述的一種基于硅納米膜的柔性金屬型雙底柵晶體管，其特征在于，所述的第一通孔(12)和第二通孔(13)在介電層(8)上為中間位置對稱的兩個通孔。

7.一種權利要求1所述的基于硅納米膜的柔性金屬型雙底柵晶體管的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)襯底準備：選用PEN作為襯底，用氫氟酸和等離子水清洗；

2)用磁控濺射鍍膜機在清洗過的PEN基底上依次淀積70nm厚的ITO透明導電薄膜層和200nm厚的氧化鋅介電層；

3)在SOI片子上依次并排形成第一N型摻雜區域、第一未摻雜區域、第二N型摻雜區域、第二未摻雜區域和第三N型摻雜區域；

4)在SOI上光刻孔；

5)硅薄膜轉移；

6)在氧化鋅介電層上且位于硅薄膜兩側對稱形成有兩個直通ITO透明導電薄膜層上表面的通孔；

7)形成互連線和電極，包括：

在轉移的硅薄膜表面旋涂負性光刻膠，對準第一N型摻雜區域、第一未摻雜區域、第二N型摻雜區域、第二未摻雜區域和第三N型摻雜區域進行光刻，然后采用真空電子束蒸鍍方式在硅薄膜表面鍍30nm/400nm厚度的Cr/Au金屬，用丙酮對殘余的光刻膠進行剝離后形成互連線和電極，進而形成基于硅納米膜的柔性金屬型雙底柵晶體管。

8.根據權利要求7所述的基于硅納米膜的柔性金屬型雙底柵晶體管的制作方法，其特征在于，步驟3)包括：

(1)用劃片刀切割得到5mm×5mm尺寸的SOI片子，依次用丙酮、異丙醇和等離子水清洗；

(2)在所述的SOI表面旋涂正性光刻膠后曝光顯影；

(3)在曝光顯影后的SOI表面中的25μm×100μm的矩形區域內并排依次形成第一至第五共5個5μm×100μm尺寸的矩形圖案；

(4)將第一、第三和第五個矩形圖案形成不涂光刻膠部分，將第二和第四個矩形圖案形成涂光刻膠的圖案，并做好第一層光刻對準標記，在SOI表面上除所述的25μm×100μm的矩形區域和光刻對準標記以外的其他區域，全部旋涂有光刻膠；

(5)采用25Kev能量和4×10¹⁵㎝²的注入劑量進行磷離子注入，實現對第一、第三和第五個不涂光刻膠的矩形圖案的N型摻雜，從而依次并排形成第一N型摻雜區域、第一未摻雜區域、第二N型摻雜區域、第二未摻雜區域和第三N型摻雜區域。