[实用新型]硅纳米膜柔性平面栅单沟道薄膜晶体管

说明书

本实用新型属于柔性器件领域，为提出柔性电子器件，减少传统硅基衬底MOSFTT晶体管的寄生效应，并可以在不同的弯曲程度之下工作。本实用新型硅纳米膜柔性平面栅单沟道薄膜晶体管，硅纳米膜柔性平面栅单沟道薄膜晶体管，聚对苯二甲酸乙二醇酯PET柔性衬底上方依次为氧化铟锡ITO中间导电层、铌铋镁BMN栅介电层、硅薄膜，硅薄膜内间隔设置有掺杂区，掺杂区上方分别设有金属漏电极、金属源电极，在穿透硅薄膜和BMN栅介电层的通孔内沉积金属直至在通孔上方形成有金属栅电极，所述金属栅电极通过所述通孔内的沉积金属直接接触ITO中间导电层，并进一步连接金属漏电极。本实用新型主要应用于柔性电子器件设计制造场合。

技术领域

本实用新型属于柔性器件领域，具体涉及到一种基于硅纳米膜的柔性平面栅单沟道薄膜晶体管的的结构设计以及制备方法。

背景技术

柔性电子是将有机、无机材料电子器件制作在柔性、可延性塑料或薄金属基板上的新兴电子科技，在信息、能源、医疗、国防等领域都具有广泛应用。如印刷RFID(射频识别标签)、电子用表面粘贴、有机发光二极管OLED、柔性电子显示器等。与传统IC(集成电路)技术一样，柔性电子技术发展的主要驱动力是制造工艺和装备。在更大幅面的基板上以更低的成本制造出特征尺寸更小的柔性电子器件成为了制造的关键。本实用新型采用一种基于硅纳米膜制备的新型工艺，采用磁控溅射镀导电膜以及双介质层栅极，光刻后离子刻蚀以及氢氟酸 HF湿法刻蚀的技术，将绝缘体上硅SOI上的硅纳米膜剥离以及转移到柔性可弯曲聚对苯二甲酸乙二醇酯PET衬底上，随后通过层层光刻以及刻蚀的方式形成一个平面栅单沟道结构晶体管，将来有望在可穿戴电子，大规模柔性集成电路等方面取得广泛应用。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型旨在提出柔性电子器件，减少传统硅基衬底MOSFTT 晶体管的寄生效应，并可以在不同的弯曲程度之下工作。为此，本实用新型采用的技术方案是，硅纳米膜柔性平面栅单沟道薄膜晶体管，聚对苯二甲酸乙二醇酯PET柔性衬底上方依次为氧化铟锡ITO中间导电层、铌铋镁BMN栅介电层、硅薄膜，硅薄膜内间隔设置有掺杂区，掺杂区上方分别设有金属漏电极、金属源电极，在穿透硅薄膜和BMN栅介电层的通孔内沉积金属直至在通孔上方形成有金属栅电极，所述金属栅电极通过所述通孔内的沉积金属直接接触ITO中间导电层，并进一步连接金属漏电极。

本实用新型的特点及有益效果是：

本实用新型提出的柔性衬底可以减少传统硅基衬底MOSFTT晶体管的寄生效应，并可以在不同的弯曲程度之下工作，为高性能柔性电路的大规模集成以及可穿戴电子设备的广泛应用提供了可能。

附图说明：

附图1为柔性平面栅单沟道薄膜晶体管的主视图；

附图2为晶体管的俯视图；

附图3为实用新型的工作原理图。

具体实施方式

本实用新型的目的在于设计并制备一种基于柔性PET衬底的平面栅结构的硅纳米膜晶体管，采用磁控溅射的低温工艺，在较为简便的工艺中设计并制备平面栅结构的，有较高的开关比和较小的亚阈值摆幅的柔性薄膜晶体管，采用平面栅结构极大丰富了晶体管作为电路元器件的用处。

本实用新型的技术方案在于采用磁控溅射工艺在PET衬底上镀上ITO以及BMN栅介质膜，随后采用光刻形成图案以及离子注入的方式形成掺杂区，采用光刻以及离子刻蚀的方式形成方孔层，采用湿法HF刻蚀的方式形成硅纳米膜层，将硅纳米膜层转移在PET衬底上，最后通过光刻以及磁控溅射的方式分别形成源漏栅金属电极层，完成晶体管的制备。