[發明專利]一種日盲紫外光敏晶體管的制備方法

在審

• 申請號: 202110590638.5
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113314641A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 高曉紅;孫玉軒;付鈺;郭亮;陳偉利;楊佳;趙陽;楊帆;遲耀丹;楊小天
• 申請（專利權）人: 吉林建筑大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/113;H01L31/0352;H01L31/0224
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 劉小嬌

本發明公開了一種日盲紫外光敏晶體管的制備方法，包括：步驟一、對襯底進行預處理，通過光刻剝離技術曝光顯影出柵極區域，在柵極區域蒸鍍導電膜；步驟二、通過光刻剝離技術曝光顯影出第一堆疊區域，并在所述第一堆疊區域通過原子層沉積得到絕緣層；步驟三、通過光刻剝離技術曝光顯影出第二堆疊區域，并在所述第二堆疊區域上通過原子層沉積得到有源層；步驟四、通過光刻剝離技術曝光顯影出第三堆疊區域，并在所述第三堆疊區域上通過沉積得到叉指電極層；其中，所述導電膜為金屬或氧化物導電膜，所述絕緣層為高介電常數的氧化物絕緣體，所述有源層為氧化鎵和氮化鋁，所述叉指電極層為金屬或導電氧化物。能夠提高光電探測特性，增強器件穩定性。

技術領域

本發明涉及一種日盲紫外光敏晶體管的制備方法，屬于半導體器件制備技術領域。

背景技術

地球大氣中臭氧對紫外光的吸收和散射作用非常強，200-280nm波長的太陽光幾乎到達不了地球的表面，我們稱這一波段的光為太陽盲或日盲。日盲區的輻射強度比可見光區的輻射強度高很多，不受太陽輻射的干擾，而紫外探測設備在工作時是通過被動接收紫外輻射來確認目標的，因此在該光譜波段工作的光電探測器有著多方面的優點，如較高的信噪比，靈敏度比較出色，比較低的誤報率等。隨著探測領域的多元化發展，對紫外探測器的響應度、穩定性的要求日益增高，現如今的設備已滿足不了紫外探測領域的強烈需求。

單光敏層的薄膜晶體管用于紫外探測時，由于制備工藝等原因，一般在有源層與絕緣層之間存在著不可忽視的陷阱態，陷阱態會在有源層/絕緣層界面和溝道層俘獲電子，從而對于薄膜晶體管的電學性能以及光敏特性產生影響。本發明采用多有源層串聯結構來提高器件來改善薄膜晶體管的有源層/絕緣層的界面態，超薄p型材料的插入層和n型材料層之間的導帶偏移減少電子俘獲現象，提高溝道層載流子傳輸速率，增強薄膜晶體管的電學性能，提高器件用于日盲紫外探測時的響應度與穩定性。

發明內容

本發明設計開發了一種日盲紫外光敏晶體管的制備方法，通過有源層插入p型超薄層-叉指電極結構，在保證光電探測范圍的條件下，增強了器件電學性能，提高了光電探測特性，增強了器件穩定性，提高了飽和遷移率。

本發明提供的技術方案為：

一種日盲紫外光敏晶體管的制備方法，包括：

步驟一、對襯底進行預處理，通過光刻剝離技術曝光顯影出柵極區域，在柵極區域蒸鍍導電膜；

步驟二、通過光刻剝離技術曝光顯影出第一堆疊區域，并在所述第一堆疊區域通過原子層沉積得到絕緣層；

步驟三、通過光刻剝離技術曝光顯影出第二堆疊區域，并在所述第二堆疊區域上通過原子層沉積得到有源層；

步驟四、通過光刻剝離技術曝光顯影出第三堆疊區域，并在所述第三堆疊區域上通過沉積得到叉指電極層；

其中，所述導電膜為金屬或氧化物導電膜，所述絕緣層為高介電常數的氧化物絕緣體，所述有源層為氧化鎵和氮化鋁，所述叉指電極層為金屬或導電氧化物。

優選的是，所述對襯底進行預處理過程包括：

將襯底置于丙酮溶液中，室溫下超聲清洗3～5min；再置于乙醇溶液中，室溫下超聲清洗3～5min；再置于去離子水中，室溫下超聲清洗3～5min；高純氮氣吹干，放入烘箱85～90℃烘干5～7min。

優選的是，所述通過光刻剝離技術曝光顯影出柵極區域包括：

在所述襯底上旋涂第一光刻膠，在90～92℃下前烘3min，烘好的襯底用第一光刻板覆蓋后，進行曝光和顯影，得到具有柵極區域的襯底。

優選的是，所述在柵極區域蒸鍍導電膜包括：

通過蒸鍍方法在具有柵極區域的襯底上蒸鍍導電膜，完成蒸鍍后，將其置于丙酮中超聲1～2min，用乙醇和去離子水沖洗干凈，氮氣吹干。