[發明專利]一種異質介質層柔性底柵晶體管及制備方法

在審

• 申請號: 201710837802.1
• 申請日: 2017-09-16
• 公開（公告）號: CN107611172A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 秦國軒;張一波;趙政;黨孟嬌;王亞楠
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01L29/10
• 分類號: H01L29/10;H01L29/423;H01L29/49;H01L29/51;H01L29/786;H01L21/336;H01L21/28;H01L21/683;B82Y30/00;B82Y40/00
• 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

1.一種異質介質層柔性底柵晶體管，包括柔性PET襯底(1)和設置在所述柔性PET襯底(1)上端面的柵極ITO導電薄膜(2)，其特征在于，所述柵極ITO導電薄膜(2)上端面設置有BSM異質介質層(3)，所述BSM異質介質層(3)上端面設置有硅納米薄膜層(4)，所述硅納米薄膜層(4)的上端面分別設置有：位于中部的源極金屬(6)，位于所述源極金屬(6)左側的左側漏極金屬(5)，以及位于所述源極金屬(6)右側的右側漏極金屬(7)，相連接的硅納米薄膜層(4)和BSM異質介質層(3)內上下貫通的形成有直通到柵極ITO導電薄膜(2)上端面的柵極連接孔(11)，所述的硅納米薄膜層(4)內嵌入有對應所述左側漏極金屬(5)的左側漏極摻雜區(8)、對應源極金屬(6)的源極摻雜區(9)和對應右側漏極金屬(7)的右側漏極摻雜區(10)。

2.根據權利要求1所述的一種異質介質層柔性底柵晶體管，其特征在于，所述左側漏極摻雜區(8)的上端面連接所述左側漏極金屬(5)的下端面，所述源極摻雜區(9)的上端面連接所述源極金屬(6)的下端面，所述右側漏極摻雜區(10)的上端面連接所述右側漏極金屬(7)的下端面，所述左側漏極摻雜區(8)、源極摻雜區(9)和右側漏極摻雜區(10)的下端面均連接所述BSM異質介質層(3)的上端面。

3.根據權利要求1所述的一種異質介質層柔性底柵晶體管，其特征在于，所述的左側漏極摻雜區(8)、源極摻雜區(9)和右側漏極摻雜區(10)均為N型摻雜區。

4.一種權利要求1所述的異質介質層柔性底柵晶體管的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)選用PEN作為襯底，在超聲波清洗器中采用丙酮進行清洗5分鐘，隨后用異丙醇在超聲波清洗器中將丙酮清洗干凈，得到清潔的襯底；

2)采用磁控濺射在PET襯底上依次鍍上厚度為100nm的ITO透明導電膜構成ITO透明導電層以及厚度為100nm的BSM底部介質柵膜構成介質層；

3)選用SOI材料，在超聲波清洗器中采用丙酮進行清洗，隨后采用異丙醇洗凈丙酮殘留物，吹干SOI；

4)產生源漏摻雜區；

5)產生用于通過氫氟酸刻蝕SOI中SiO₂的孔層；

6)在3:1的氫氟酸溶液中，放入步驟5)得到的SOI，兩小時后SOI上的SiO₂層被腐蝕干凈，隨后SOI中的硅納米膜層脫落，將硅納米膜層打撈之后粘附于鍍好膜的PET襯底之上，烘干；

7)形成柵極；

8)對PEN去光刻膠，然后對PET上的器件涂上光刻膠，并使用勻膠機將光刻膠甩均勻，之后，根據柵極的對準標記進行對準光刻，形成晶體管的源漏金屬電極圖案；

9)采用蒸發金靶材的方式對形成的源漏金屬電極圖案進行金屬蒸發，在硅納米膜上鍍一層金電極，得到異質介質層柔性底柵晶體管。

5.根據權利要求4所述的異質介質層柔性底柵晶體管的制備方法，其特征在于，步驟4)包括：在SOI表面涂上1813正型光刻膠，并使用勻膠機，以4K轉速轉30S將光刻膠甩均勻，隨后使用光刻機以及制作好的掩膜版進行光刻形成特性的摻雜區圖案，隨后采用離子注入的方式在40Kev能量和4*10¹⁵cm²的劑量下進行N型注入，在850°下，高溫熱退火30分鐘之后，在丙酮溶液中除去光刻膠。

6.根據權利要求5所述的異質介質層柔性底柵晶體管的制備方法，其特征在于，所述的摻雜區圖案是N型摻雜區的圖案。

7.根據權利要求4所述的異質介質層柔性底柵晶體管的制備方法，其特征在于，步驟5)包括：按照掩膜版上做好的對準標記，將源漏摻雜區與間距5um排列的正方形孔層進行對準光刻，顯影后在SOI上形成間距5um排列的正方形通孔，隨后采用離子刻蝕的方式將正方形通孔上的硅去除，隨后去除光刻膠。

8.根據權利要求4所述的異質介質層柔性底柵晶體管的制備方法，其特征在于，步驟7)包括：在粘附到PEN上的硅納米膜上涂膠，用勻膠機甩均勻之后，將形成在硅納米膜上的正方形通孔上的對齊標記與掩膜版上相應的對齊標記對齊后，對PEN進行光刻，形成晶體管的柵極，隨后采用離子刻蝕的方式，分別對硅納米膜以及介質層刻蝕，隨后采用金屬蒸發的方式在柵極沉積金屬層，與ITO透明導電層形成歐姆接觸。