[发明专利]一种可拉伸半导体器件的制备方法

说明书

本发明涉及一种可拉伸半导体器件的制备方法，包括：在基板上形成基板牺牲层；在基板牺牲层上形成衬底；在衬底上形成第一电极牺牲层；在第一电极牺牲层上形成第一电极；去除第一电极牺牲层；在第一电极上形成介电层；在介电层上形成第二电极牺牲层；在第二电极牺牲层上形成第二电极和第三电极；在第二电极之间形成沟道层；去除第二电极牺牲层。本发明进一步包括另一种可拉伸半导体器件的制备方法。

技术领域

本发明涉及一种制备方法，特别地涉及一种可拉伸半导体器件的制备方法。

背景技术

可拉伸半导体器件可以大致分为本征可拉伸和非本征可拉伸两种。非本征可拉伸半导体器件可通过将传统的硬质材料制作成特殊的结构，或者使用特殊方法实现一定的拉伸性。但这些处理方式会在大面积图形化，工作稳定性，拉伸性等方面受到影响和限制。本征可拉伸半导体器件的制备材料，包括衬底，介电层，电极，半导体层，互连线均为可拉伸结构。本征可拉伸半导体能够在大面积集成，拉伸稳定性方面存在优势。

制造本征可拉伸半导体器件需要使用可拉伸的材料，但是这些材料大多数都是基于溶液的，可拉伸半导体器件在结构上是层叠结构的，在基于溶液法沉积下一层材料时，可能会对已制备好的底层材料造成破坏，引起包括溶解，混合或起皱等问题。因此，通常分别制备每层结构，再通过多步转移工艺将多层结构转移到同一衬底上，从而完成本征可拉伸半导体器件的制备。然而，由于这种工艺在转移过程中需要复杂的对准操作，导致所制备的器件尺寸较大从而影响器件集成密度，同时，器件良率也较低。

近些年来，喷墨打印为实现无损器件集成提供了一种解决方案，通过选取合适的正交油墨避免材料混溶，该方式在制备可拉伸半导体方面取得了重大进展。但是，受限于当前的喷墨打印技术，通过打印方式制备的可拉伸半导体器件，往往表现出相对较低的图形分辨率，因此限制了器件特征尺寸进一步缩小。同时，在实现打印油墨稳定性方面仍然具有一定困难，尤其在针对新材料的油墨制备方面也存在不小挑战，这些因素限制了通过打印工艺实现高度集成。

因此，寻找一种方法来制造本征可拉伸半导体器件，使其同时具有高可拉伸性，高电学性能，小的特征尺寸以及可批量生产，对开发可拉伸半导体器件至关重要。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种可拉伸半导体器件的制备方法，包括：在基板上形成基板牺牲层；在基板牺牲层上形成衬底；在衬底上形成第一电极牺牲层；在第一电极牺牲层上形成第一电极层并对其进行图形化形成第一电极；去除第一电极牺牲层；在第一电极上形成介电层；在介电层上形成第二电极牺牲层；在第二电极牺牲层上形成第二电极层，并对其进行图形化形成第二电极和第三电极；在第二电极和第三电极之间形成沟道层，并对其进行图形化形成沟道；以及去除第二电极牺牲层。

特别的，在形成所述第一电极牺牲层和/或第二电极牺牲层后，进一步包括：前烘处理。

特别的，所述基板材料包括硅片或玻璃。

特别的，所述基板牺牲层材料包括葡聚糖或PVA。

特别的，所述衬底材料包括PDMS、Ecoflex或PUU。

特别的，所述第一电极牺牲层和/或第二电极牺牲层材料包括IGZO或Al₂O₃。

特别的，所述第一电极、第二电极材料和/或第三电极包括金属性碳纳米管或导电纳米线。

特别的，其中所述介电层材料包括PUU、PDMS或SEBS。

特别的，其中所述沟道层材料包括半导体性碳纳米管。

特别的，其中所述基板牺牲层和/或介电层形成过程中进一步包括固化过程，固化温度为20℃到100℃，固化时间为1小时至12小时，其中所述固化温度与固化时间成反比。

特别的，在形成所述基板牺牲层前，进一步包括：对所述基板进行亲水性处理。