[发明专利]一种硅基纳米线、其制备方法及薄膜晶体管

说明书

本发明公开了一种硅基纳米线、其制备方法及薄膜晶体管，利用催化剂颗粒与硅具有较低的共熔点、以非晶硅的吉布斯自由能大于结晶硅的吉布斯自由能为驱动力、通过熔融的催化剂颗粒吸收非晶硅形成过饱和硅共熔体，使硅成核生长成为硅基纳米线。并且硅基纳米线在生长过程中，非晶硅薄膜在催化剂颗粒的作用下沿着导向槽线性生长，并且通过挡墙限制硅基纳米线反向生长，从而获得高密度、高均一性的硅基纳米线。另外，通过对催化剂颗粒的尺寸以及非晶硅薄膜的厚度进行控制还可以实现对硅基纳米线的宽度进行控制。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤指一种硅基纳米线、其制备方法及薄膜晶体管。

背景技术

硅基纳米线为近年来开发的新型硅基半导体材料，具有一维的尺度结构，更加优异的半导体特性。采用硅基纳米线作为薄膜晶体管沟道可以获得更高的迁移率以及更加稳定的特性。

但是，硅基纳米线作为薄膜晶体管沟道材料，其尺度的均一性、可控性尤为重要。因此，为满足显示器件的均一性需求，如何获得尺度均一可控的硅基纳米线已成为人们研究的热点。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种硅基纳米线、其制备方法及薄膜晶体管，用以实现制备尺度均一可控的硅基纳米线。

本发明实施例提供的一种硅基纳米线的制备方法，包括：

在衬底基板上形成催化剂颗粒、沿第一方向延伸的导向墙以及与所述导向墙交叉且位于同一层的挡墙；其中，所述催化剂颗粒位于所述挡墙与所述导向墙所限定的区域内，且所述催化剂颗粒与硅具有温度范围在200℃～1000℃共熔点；

形成覆盖所述催化剂颗粒、所述导向墙以及所述挡墙的非晶硅薄膜；

对所述非晶硅薄膜进行退火，使非晶硅由所述催化剂颗粒开始沿导向墙方向生长形成硅基纳米线。

可选地，在本发明实施例提供的制备方法中，在衬底基板上形成催化剂颗粒、沿第一方向延伸的导向墙以及与所述导向墙交叉且位于同一层的挡墙，具体包括：

在所述衬底基板上形成介电层；

对所述介电层进行构图，形成所述导向墙和所述挡墙的图形；

在所述衬底基板上形成催化剂膜层；

在所述催化剂膜层中形成所述催化剂颗粒的图形。

可选地，在本发明实施例提供的制备方法中，在衬底基板上形成催化剂颗粒、沿第一方向延伸的导向墙以及与所述导向墙交叉且位于同一层的挡墙，具体包括：

在所述衬底基板上形成催化剂膜层；

在所述催化剂膜层中形成所述催化剂颗粒的图形；

在形成有所述催化剂颗粒的图形的所述衬底基板上形成介电层；

对所述介电层进行构图，形成所述导向墙和所述挡墙的图形。

可选地，在本发明实施例提供的制备方法中，在所述催化剂膜层中形成所述催化剂颗粒的图形，具体包括：

在所述催化剂膜层上形成压印胶；

对所述压印胶进行纳米压印工艺，形成压印胶颗粒的图形；

以所述压印胶颗粒的图形为掩膜图形对所述催化剂膜层进行刻蚀，形成所述催化剂颗粒的图形。

可选地，在本发明实施例提供的制备方法中，在所述催化剂膜层中形成所述催化剂颗粒的图形，具体包括：

在所述催化剂膜层上形成压印胶；

对所述压印胶进行纳米压印工艺，形成压印胶线的图形；其中所述压印胶线的延伸方向与所述挡墙的延伸方向相同；