[發明專利]硅納米膜柔性平面柵雙溝道薄膜晶體管及制造方法

在審

• 申請號: 201810421696.3
• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN108565290A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 秦國軒;裴智慧
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L21/336;B82Y10/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種硅納米膜柔性平面柵雙溝道薄膜晶體管，其特征是，聚對苯二甲酸乙二醇酯PET柔性襯底上方依次為氧化銦錫ITO中間導電層、鈮鉍鎂BMN柵介電層、硅薄膜，硅薄膜內間隔設置有摻雜區，兩端的摻雜區上方分別設有金屬漏電極，中間的摻雜區上方金屬源電極，在穿透硅薄膜和BMN柵介電層的通孔內沉積金屬直至在通孔上方形成有金屬柵電極，所述金屬柵電極通過所述通孔內的沉積金屬直接接觸ITO中間導電層，并進一步連接金屬漏電極。

2.一種硅納米膜柔性平面柵雙溝道薄膜晶體管制造方法，其特征是，采用磁控濺射工藝在聚對苯二甲酸乙二醇酯PET襯底上鍍上氧化銦錫ITO中間導電層以及氧化銦錫BMN柵介電層，采用光刻形成圖案以及離子注入的方式在絕緣體上硅SOI內形成摻雜區，采用光刻以及離子刻蝕的方式在SOI上形成方孔層，采用氫氟酸HF進行濕法刻蝕，去除掉SOI上的埋氧層形成硅納米薄膜，然后將硅納米薄膜轉移到PET襯底上，最后通過光刻以及磁控濺射的方式分別形成源漏柵極金屬電極層，完成晶體管的制備。

3.如權利要求2所述的硅納米膜柔性平面柵雙溝道薄膜晶體管制造方法，其特征是，一個實例中的具體步驟如下：

a.選用PET柔性材料作為襯底，首先將PET放進盛有丙酮溶液的燒杯中，然后在超聲波清洗器中清洗5分鐘，隨后使用異丙醇溶液將用丙酮清洗過的PET在超聲波清洗器中將丙酮清洗干凈，得到較為清潔的襯底；

b.采用磁控濺射在PET襯底上鍍200nm厚ITO膜以及100nm厚BMN底部介質柵層膜；

c.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；

d.在SOI表面涂上1813正型光刻膠，并使用勻膠機，設置轉速為4000rpm,轉動時間為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定的摻雜區圖案，隨后采用離子注入的方式進行N型注入，參數為注入能量40Kev，劑量4*10¹⁵cm^-2，產生源漏摻雜區，在750℃的溫度條件下，快速熱退火10s之后，在丙酮溶液中除去光刻膠；

e.按照掩膜版上做好的標記，將源漏摻雜區與掩膜板上間距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排列的正方形小孔層，隨后采用離子刻蝕的方式將正方形小孔上的硅去除；

f.在3:1的HF溶液中，放入之前做好的SOI，兩小時后SOI上的埋氧層將被腐蝕干凈，隨后硅納米膜層將脫落，將硅納米膜層粘附于鍍好膜的柔性PET襯底之上，烘干；

g.在轉移到PET上的硅納米膜上涂膠，用勻膠機甩均勻之后根據在正方形孔層上的標記進行對齊光刻，形成晶體管的柵極區域，隨后采用離子刻蝕的方式，分別將硅納米膜以及鍍上的BMN柵介電層薄膜刻蝕掉，將導電的ITO層裸露出來；

h.接著在器件上的柵極區域沉積30nm/270nm的金屬Ti/Au，作為柵電極；

i.去光刻膠然后對形成柔性器件進行涂膠后對準光刻，形成源漏電極的光刻圖案，采用磁控濺射的方式形成30nm/70nm Ti/Au的源漏電極層，去膠之后，器件的制備完成。