[发明专利]一种利用高温生长SiO2

说明书

本发明公开了一种利用高温生长SiOsubgt;2/subgt;栅介质层的硅纳米柔性薄膜晶体管制备方法，步骤依次包括PET柔性塑料衬底表面镀ITO底栅电极、采用SOI材料制作由多孔硅纳米薄膜与SOI硅基底构成双层硅贴合体、制作利用高温生长的SiOsubgt;2/subgt;栅介质层翻转后与硬质硅基底表面连接、N型离子注入掺杂多孔硅纳米薄膜表面制作源极与漏极金属钛电极及利用高温生长的SiOsubgt;2/subgt;栅介质层同硬质硅基底表面分离与ITO底栅电极连接；本发明一种利用高温生长SiOsubgt;2/subgt;栅介质层的硅纳米柔性薄膜晶体管制备方法制备的SiOsubgt;2/subgt;栅介质层的硅纳米柔性薄膜晶体管具有电学性能好、稳定性高的特点。

技术领域

本发明涉及一种利用高温生长SiO₂栅介质层的硅纳米柔性薄膜晶体管制备方法。

背景技术

传统硬质集成电路晶体管常用的SiO₂栅介质层,多是在硅单晶衬底上利用高温生长的方法进行制备，通常需要温度在1000℃以上。硅纳米柔性薄膜晶体管主要用于柔性集成电路的设计制造方面，由于其柔性的需求，硅纳米柔性薄膜晶体管需要在柔性塑料衬底上制备，但是柔性塑料衬底最高耐受温度仅为200℃，因而SiO₂栅介质层的硅纳米柔性薄膜晶体管制备只能在柔性衬底表面的底栅电极表面低温生长SiO₂栅介质层。由于低温生长的SiO₂栅介质层相比于高温生长的SiO₂栅介质层在致密度、性能稳定性、击穿电压等方面质量表现较差，致使低温生长SiO₂栅介质层的硅纳米柔性薄膜晶体管栅介质层单位面积电容＜10nF/cm²、开启电压≥5V、栅极漏电流≥10^-6A、室温电子迁移率≤10cm²/VS、寿命＜2000min，电学性能差、稳定性低。因而利用高温生长的SiO₂栅介质层制备硅纳米柔性薄膜晶体管便是一个发展方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用高温生长SiO₂栅介质层的硅纳米柔性薄膜晶体管制备方法。

本发明一种利用高温生长SiO₂栅介质层的硅纳米柔性薄膜晶体管制备方法的技术方案是这样实现的：

一种利用高温生长SiO₂栅介质层的硅纳米柔性薄膜晶体管制备方法，依次包括如下步骤：

Ⅰ、PET柔性塑料衬底表面镀ITO底栅电极

(1)、250ml聚丙烯塑料烧杯中倒入50ml丙酮溶液，将长度2cm、宽度2cm、厚度175μm的PET柔性塑料衬底放入上述聚丙烯塑料烧杯中，将上述聚丙烯塑料烧杯放入超声波清洗器中清洗5～10min；

(2)、250ml聚丙烯塑料烧杯中倒入50ml异丙醇溶液，将步骤Ⅰ(1)清洗后的PET柔性塑料衬底取出放入上述聚丙烯塑料烧杯中，将上述聚丙烯塑料烧杯放入超声波清洗器中清洗5～10min；

(3)、将步骤Ⅰ(2)清洗后的PET柔性塑料衬底取出，去离子水冲洗后采用气枪吹干，将上述PET柔性塑料衬底放入洁净250ml聚丙烯塑料烧杯中备用；

(4)、采用真空磁控溅射镀膜设备，室温真空条件下，在步骤Ⅰ(3)PET柔性塑料衬底表面镀200nm厚ITO底栅电极；

Ⅱ、采用SOI材料制作由多孔硅纳米薄膜与SOI硅基底构成双层硅贴合体

(1)、250ml聚丙烯塑料烧杯中倒入50ml丙酮溶液，将长度1cm、宽度1cm、硅纳米薄膜厚度190～210nm、绝缘体层SiO₂厚度430～470nm、硅基底厚度660～690μm的SOI材料放入上述聚丙烯塑料烧杯中，将上述聚丙烯塑料烧杯放入超声波清洗器中清洗5～10min；