[发明专利]一种碳纳米管薄膜晶体管的制备方法

权利要求书

1.一种碳纳米管薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，其制备步骤为：

(1)清洗硅片：先用酸性溶液120℃清洗，去除硅片表面有机物和部分金属；用去离子水冲洗；再用碱性溶液清洗，去除硅片表面的粒子包括离子性和飞离子性的；再用酸性溶液清洗，去除硅片表面的金属和氧化层，最后用烘干机烘干硅片；

(2)蒸镀500nm铝薄膜：使用电子束蒸发设备蒸发铝，首先把硅片放入电子束蒸发腔室内，移动盛有蒸发铝源的坩埚到蒸发位置，关闭腔室，抽真空，先用机械泵将腔室真空抽到5Pa以下，然后开启冷泵；真空度在5*10⁴Pa时，打开高压开关，固定电压8KV，点击自动镀膜开始键，观察腔体情况，首先预蒸发或者预熔融，期间挡板是关闭的，在3分钟预熔结束后，挡板自动打开，蒸发开始，蒸发时间26-30分钟，蒸发完成后，设备自动放气，取出硅片；

(3)制备掺磷的二氧化硅薄膜：利用等离子体增强化学的气相沉积法制备掺磷的二氧化硅薄膜，在常温下，通入95％的硅烷、5％的磷烷和氧气反应气体，气压5Pa，电极距离35cm，射频功率Rf150W，沉积时间2小时；

(4)光刻图形化：使用光刻机先将洗净的硅片涂底，旋转涂胶，根据光刻胶旋转速度，决定光刻胶的厚度，使用1.2μm的普通厚度光刻胶，硅片放入甩胶机，自吸住底板，滴胶、加速旋转、甩胶、挥发溶剂，接下来软烘，真空热板机器内，95℃，100秒，目的去除溶剂，释放胶膜内应力，增强黏附性，接下来对准，先预对准操作，硅片放入自吸后，激光自动对准；人工对准，镜目视下，找对准标记，层间对准，然后曝光，设置曝光剂量和曝光时间，找准焦距，接着后烘，热板机器内110℃90秒，然后显影，放入NaOH溶液中，保持20秒，然后去离子水冲洗，最后一步，后烘，100℃90秒；

(5)蒸发金属电极：在光刻图形化的基片上，用电子束蒸发Ti10nm和50nmPd金属，蒸发步骤同步骤(2)蒸发金属Al电极，只是多了一个金属Pd蒸发源，选用Ti是作为粘附层，增加金属电极与沉底的粘附层；

(6)丙酮剥离：将硅片泡在丙酮的溶液中，光刻胶溶解于丙酮中，经过超声，光刻胶上的金属随着光刻一起剥离下来，金属电极就留在了衬底上，再用异丙醇将残余丙酮去除，最后用去离子水冲洗，烘干硅片备用；

(7)转移CNT网络：使用购买的CNT材料为固体，半导体型CNT含量达99.9％，使用前要先进行分散处理，使用的分散剂是N-甲基吡咯烷酮有机溶剂NMP，取CNT质量1mg，放入10mlNMP中，在水浴超声机中长时间大功率超声，再稀释到CNT浓度到0.01mg/mL，再经过长时间超声备用，浸泡时间5个小时，电镜观察到CNT网络分布均匀；

(8)二次光刻定义CNT网络图形，也就是套刻，用第二光刻版，在需要保护的位置光刻图形，其他位置光刻胶曝光显影去掉；

(9)RIE反应离子刻蚀，通过ANEVLARIE反应离子刻蚀机刻蚀去除光刻胶没有保护着的衬底表面暴露的CNT，将硅片放入RIE传输腔体，抽真空到5Pa以下，打开传送腔室门，机械手把硅片送入反应腔，通入流量40Sccm的氧气，压强调至2Pa，设置射频功率为40W，时间设置为15秒，待压力稳定后，打开射频电源，等离子放电，等反应结束，取出硅片；

(10)丙酮剥离：重复步骤(6)再次进行丙酮剥离。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所所述的步骤(1)中先用酸性溶液120℃清洗的酸性溶液为体积比为5:1的硫酸和双氧水。

3.根据权利要求1所述的碳纳米管薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中碱性溶液为双氧水和氨水的混合液。

4.根据权利要求1所述的碳纳米管薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中再用酸性溶液清洗的酸性溶液为盐酸和双氧水的混合液。

5.根据权利要求1所述的碳纳米管薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中在抽真空过程中，设置镀膜工艺参数，镀膜的速率设为0.3nm/s，镀膜厚度设为500nm，抽真空时间1小时。