[发明专利]薄膜晶体管和场效应二极管的制备方法

说明书

本发明提供了一种薄膜晶体管和场效应二极管的制备方法，薄膜晶体管的制备方法依次包括下列步骤：步骤S1)，在透明衬底的下表面制备不透明的掩膜图形；步骤S2)，在所述透明衬底的上表面分别制备绝缘层、位于所述绝缘层的相对两侧的沟道层和栅电极、以及与所述沟道层相接触的源电极和漏电极；其中，所述栅电极以所述不透明的掩膜图形为掩膜进行自对准光刻制备，所述源电极和漏电极以所述不透明的掩膜图形作为掩膜进行自对准光刻制备，制备所述栅电极的曝光剂量不同于制备所述源电极和漏电极的曝光剂量。本发明的薄膜晶体管的制作方法以衬底下表面的不透光薄膜作为掩膜，通过两次自对准光刻过程得到栅电极和源漏电极的图形。

技术领域

本发明涉及微电子器件领域，具体涉及薄膜晶体管和场效应二极管的制备方法。

背景技术

高压薄膜晶体管是一种用于电源管理系统的重要电子元器件，在摩擦纳米发电机(TENG)和光伏建筑一体化系统(BIPV)中都有广泛的应用。目前高压薄膜晶体管大都是采用栅极和漏极之间带有错排(offset)区域的结构。这种错排区域能够分担电势降，使整个器件能够承受较高的电压。

在这种结构的高压薄膜晶体管中，击穿电压、整流比等电学性能强烈地依赖于错排区域的长度。实验和理论均表明，击穿电压随着错排区域长度的增大而增大，而整流比随着错排区域长度的增大而减小。然而，现有的光刻工艺在不同图形层之间总是不可避免地会引入微米尺度的对准误差，导致很难精确控制错排区域的长度。对于高压薄膜晶体管来说，微米尺度的对准误差足以影响器件性能的均一性和可重复性，使之无法满足实际的应用要求。

高压场效应二极管也是一种用于高压能量管理系统的重要电子元器件。高压场效应二极管的正极和负极也具有错排区域结构，因此具有整流比大、击穿电压高等优点。然而，与高压薄膜晶体管的情形类似，现有的光刻工艺难以精确控制其正极和负极之间的错排区域的长度。从而影响高压场效应二极管性能的均一性和重复性，使之无法满足实际的应用要求。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的实施例提供了一种薄膜晶体管的制备方法，依次包括下列步骤：

步骤S1)，在透明衬底的下表面制备不透明的掩膜图形；

步骤S2)，在所述透明衬底的上表面分别制备绝缘层、位于所述绝缘层的相对两侧的沟道层和栅电极、以及与所述沟道层相接触的源电极和漏电极；其中，所述栅电极以所述不透明的掩膜图形为掩膜进行自对准光刻制备，所述源电极和漏电极以所述不透明的掩膜图形作为掩膜进行自对准光刻制备，制备所述栅电极的曝光剂量不同于制备所述源电极和漏电极的曝光剂量。

优选的，在所述步骤S2)中，依次包括如下步骤：

步骤S12)，以所述不透明的掩膜图形为掩膜进行第一次曝光，在所述透明衬底的上表面制备透明的栅电极；

步骤S13)，在所述透明的栅电极上形成透明的绝缘层；

步骤S14)，在所述透明的绝缘层上形成透明的沟道层；

步骤S15)，以所述不透明的掩膜图形作为掩膜进行第二次曝光，在所述透明的沟道层上形成源电极和漏电极。

优选的，所述步骤S12)包括：在所述透明衬底的上表面形成透明的栅电极层，在所述透明的栅电极层上旋涂光刻胶，以所述不透明的掩膜图形为掩膜进行第一次背面曝光，对所述透明的栅电极层进行刻蚀获得透明的栅电极；所述步骤S15)包括：在所述透明的沟道层上旋涂光刻胶，以所述不透明的掩膜图形作为掩膜进行第二次背面曝光并形成光刻胶图形，在所述光刻胶图形和透明的沟道层上形成源漏电极层，去除所述光刻胶图形及其上的源漏电极层，通过光刻和刻蚀技术形成所述源电极和漏电极。

优选的，在所述步骤S2)中，依次包括如下步骤：

步骤S22)，以所述不透明的掩膜图形为掩膜进行第一次曝光，在所述透明衬底的上表面制备透明的源电极和漏电极；