[发明专利]一种围栅无结纳米线晶体管的制备方法

摘要

本发明涉及晶体管的制备方法，特别涉及一种围栅无结纳米线晶体管的制备方法。采用MOCVD在III-V族材料上外延生长掺杂的纳米线阵列，并通过热剥离胶带和固定面板将纳米线转移，在硅基衬底上制备围栅结构的无结纳米线晶体管。本发明提供的这种围栅无结纳米线晶体管的制备方法，可以实现III-V族材料纳米线与平面硅工艺的兼容，同时有效抑制迁移率退化，提升晶体管的电流驱动能力。

主权项

一种围栅无结纳米线晶体管的制备方法，其特征在于，包括：步骤1：在衬底(11)上表面外延生长一层牺牲材料层(12)，在牺牲材料层(12)上制备一层金催化剂颗粒(20)；步骤2：在牺牲材料层(12)上表面，在金催化剂颗粒(20)的作用下外延生长一层横向的纳米线阵列(13)；步骤3：湿法腐蚀去除牺牲材料层(12)，释放纳米线阵列(13)至衬底(11)的上表面；步骤4：在衬底(11)及纳米线阵列(13)的上表面制备一层纳米线保护层(30)，并于纳米线保护层(30)之上依次覆盖热剥离胶带(40)和固定面板(41)；步骤5：选取一硅衬底(50)，在该硅衬底(50)上依次淀积第一介质材料层(61)和第二介质层(62)，并利用热剥离胶带(40)和固定面板(41)将纳米线保护层(30)、纳米线阵列(13)以及金催化剂颗粒(20)从衬底(11)上表面剥离下来，然后将纳米线保护层(30)、纳米线阵列(13)以及金催化剂颗粒(20)通过粘附再释放的方式转移至第二介质层(62)的上表面；步骤6：腐蚀去除纳米线保护层(30)和金催化剂颗粒(20)，仅在第二介质层(62)上表面保留纳米线阵列(13)；步骤7：在第二介质层(62)和纳米线阵列(13)的上表面，依次制备第一掩模层(71)和第二掩模层(72)，并通过倒梯形的第一掩模层(71)和第二掩模层(72)湿法腐蚀第二介质层(62)形成栅极窗口(64)；步骤8：依次淀积栅极介质材料和栅极金属材料，栅极金属材料包裹在栅极介质材料的外层，采用lift‑off剥离后仅保留包裹纳米线阵列(13)表面的部分，形成栅极介质层(80)和栅极金属层(91)，实现围栅结构；步骤9：采用双层光刻胶技术在纳米线阵列(13)两端区域曝光，显影后湿法腐蚀曝光窗口下方的第二介质层(62)，选取的腐蚀液对第二介质层(62)下的第一介质层(61)无影响；之后淀积金属薄膜，lift‑off剥离后仅保留曝光窗口下方包裹纳米线阵列(13)两端的部分，形成源极金属层(92)和漏极金属层(93)；步骤10：在得到的结构之上形成一第三介质层(63)，并在第三介质层(63)的上表面旋涂光刻胶，曝光并刻蚀，暴露出源极金属层(92)、漏极金属层(93)以及栅极金属层(91)上方的接触孔；金属薄膜淀积后通过lift‑off剥离形成源极的测试电极(94)、栅极的测试电极(95)和漏极的测试电极(96)，完成器件的制备。