專利名稱：實現(xiàn)ZnO納米線到場效應管襯底沉積和定位的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化合物半導體器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種通過光刻 膠凹槽實現(xiàn)ZnO納米線到場效應管襯底沉積和定位的方法。
背景技術(shù)：
納米線(包括納米管)是目前納米科技和凝聚態(tài)物理研究中最為 前沿的課題之一。它們具有優(yōu)越的物理性能，是構(gòu)造納米尺度元器件 如激光器、傳感器、場效應晶體管、發(fā)光二極管、邏輯線路、自旋電 子器件以及量子計算機等的結(jié)構(gòu)單元。
尤其是半導體納米線，它不僅能用于基本構(gòu)件，還可以用來連接 各種納米器件。通過對半導體納米線的深入研究，可望在單一納米線 上制備具有復雜功能的電子、光子和自旋信息處理器件。
另外，從納米線和納米顆粒出發(fā)可合成豐富多彩的各種復合納米 材料。通過原子尺度上的性能設(shè)計和結(jié)構(gòu)控制，這些復合納米材料將 具有優(yōu)異的物理和化學性能，在電子材料、磁性材料、光學材料、催 化劑材料等方面有廣闊的應用前景。
在這其中，ZnONWFET由于其獨特的性能，近幾年來受到了國 際上廣泛的關(guān)注。ZnONWFET是一種利用ZnO納米線作為溝道來實 現(xiàn)的場效應管，在壓電效應、光學效應、電磁、化學傳感等反面均有 潛在的廣泛應用。
目前來說，ZnO納米線場效應晶體管制作的難點主要集中在納米 線的沉積與固定方面，出現(xiàn)了納米線沉積到P型Si片襯底后無法精確 定位，從而無法實現(xiàn)后續(xù)場效應晶體管制備中的版圖套準的問題，進 而無法確保源漏金屬能夠與ZnO納米線溝道形成歐姆接觸。
發(fā)明內(nèi)容
(一) 要解決的技術(shù)問題
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種實現(xiàn)ZnO納米線到場 效應管襯底沉積和定位的方法，以解決納米線沉積到Si片襯底后無法 精確定位，從而無法實現(xiàn)后續(xù)場效應晶體管制備中的版圖套準的問題， 確保源漏金屬能夠與ZnO納米線溝道形成歐姆接觸。
(二) 技術(shù)方案
為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的 一種實現(xiàn)ZnO納米線到場效應管襯底沉積和定位的方法，該方法 包括
在場效應管襯底上采用正性光刻膠和陰版光刻，顯影形成按照一 定規(guī)律排列的光刻膠凹槽；
采用超聲乙醇水解法將ZnO納米線從原生長襯底上剝離；
采用滴管將ZnO納米線滴到所述布滿光刻膠凹槽的場效應管襯底 上，實現(xiàn)將ZnO納米線沉積在該場效應管襯底上；
蒸發(fā)掉乙醇，使ZnO納米線掉入光刻膠凹槽中，在襯底上形成按 一定方向和固定位置的ZnO納米線。
優(yōu)選地，所述ZnO納米線采用中科大的ZnO納米線，長度大于 30pm，寬度小于l)am。
優(yōu)選地，所述ZnO納米線的長寬比大于30: 1。
優(yōu)選地，所述場效應管襯底由P型Si襯底及其上面生長的一層厚 度為3000埃的Si02介質(zhì)構(gòu)成。
優(yōu)選地，所述在場效應管襯底上采用正性光刻膠和陰版光刻，顯 影形成按照一定規(guī)律排列的光刻膠凹槽的步驟包括在P型Si襯底上 面生長一層3000埃的SiO2介質(zhì)，涂正性光刻膠5214， 3500轉(zhuǎn)/分，涂 1.6)im;前烘10(TC，烘60秒，RIE打底膠；對已經(jīng)涂好正性光刻膠的 片子采用陰版進行光刻，顯影后形成按照一定規(guī)律排列的光刻膠凹槽。
優(yōu)選地，所述光刻膠凹槽的寬度為2|iim、3^m或4fim，長度為3(^m 或40阿。優(yōu)選地，所述采用超聲乙醇水解法將ZnO納米線從原生長襯底上
剝離的步驟包括將原生長ZnO納米線的玻璃襯底放在乙醇中經(jīng)過超 聲波降解，降解后ZnO納米線大部分從原玻璃襯底脫離并分散在乙醇 溶液中。
(三)有益效果
從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果
1、 本發(fā)明提供的這種實現(xiàn)ZnO納米線到場效應管襯底沉積和定 位的方法，實現(xiàn)了 ZnO納米線從原玻璃襯底到場效應管襯底的沉積和 定位的方法，解決了 ZnO納米線上沉積到器件襯底后的雜亂排列的問 題，實現(xiàn)了納米線的精確定位。
2、 本發(fā)明提供的這種實現(xiàn)ZnO納米線到場效應管襯底沉積和定 位的方法，為后續(xù)的源漏及柵極制備提供了一種對準依據(jù)，實現(xiàn)了整 個場效應晶體管的制備工藝流程。
3、 本發(fā)明提供的這種實現(xiàn)ZnO納米線到場效應管襯底沉積和定 位的方法，工藝簡單易于施行，有效地節(jié)省了制作成本。
4、 本發(fā)明提供的這種實現(xiàn)ZnO納米線到場效應管襯底沉積和定 位的方法，為ZnO場效應晶體管制備提供了一種有效的對準辦法，為 準一維場效應晶體管實現(xiàn)功能奠定了基礎(chǔ)。
圖1為本發(fā)明提供的實現(xiàn)ZnO納米線到場效應管襯底沉積和定位 的方法流程圖2為本發(fā)明提供的實現(xiàn)ZnO納米線到場效應管襯底沉積和定位 的工藝流程圖3為本發(fā)明采用的凹槽工藝中凹槽的示意圖； 圖4為本發(fā)明采用的凹槽工藝中所使用的ZnO納米線的照片； 圖5為本發(fā)明采用的凹槽工藝中場效應晶體管器件的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明采用的凹槽工藝中場效應晶體管的制備版圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具 體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
一般的ZnO納米線場效應晶體管制備過程中，需要將ZnO納米線 從自身生長襯底上面剝離下來沉積到P型Si襯底上面，而在器件制備 過程中，ZnO納米線必須精確的沉積在襯底上固定的位置。本發(fā)明采 用在P型Si襯底上面光刻一版凹槽，采用5214原膠，陰版光刻，形 成光刻膠凹槽，而凹槽陰版是與后續(xù)器件源漏及柵氧制備版圖套準的， 只要ZnO納米線正確的進入凹槽，那么便實現(xiàn)了 ZnO納米線溝道的套 準工作，從而實現(xiàn)了整個納米線在工藝流程中的定位及固定。
本發(fā)明在制作過程中，由于工藝條件的影響，為了實現(xiàn)ZnO納米 線沉積到場效應晶體管襯底，擬在場效應晶體管上面制備光刻膠凹槽， 采用乙醇水解的辦法使ZnO納米線與其生長本征襯底脫落，利用滴管 使納米線隨機進入凹槽中，從而實現(xiàn)納米線的定位工作，為下一步進 行ZnO納米線場效應晶體管的制備奠定基礎(chǔ)。
本發(fā)明采用在襯底上涂一層正性光刻膠，用凹槽陰版光刻顯影成 按照一定規(guī)律排列的凹槽，采用超聲乙醇水解法將ZnO納米線從原生 長襯底上剝離，采用滴管將納米線滴到布滿凹槽的襯底上面，使納米 線進入按一定方向排列的凹槽中，然后蒸發(fā)掉乙醇，就實現(xiàn)了在襯底 上按一定方向和固定位置的ZnO納米線，為高成品率的ZnO納米線場 效應晶體管的制備奠定了基礎(chǔ)。
如圖1所示，圖1為本發(fā)明提供的實現(xiàn)ZnO納米線到場效應管襯 底沉積和定位的方法流程圖，該方法包括
步驟101:在場效應管襯底上采用正性光刻膠和陰版光刻，顯影形 成按照一定規(guī)律排列的光刻膠凹槽；
步驟102:采用超聲乙醇水解法將ZnO納米線從原生長襯底上剝
離；
步驟103:釆用滴管將ZnO納米線滴到所述布滿光刻膠凹槽的場 效應管襯底上，實現(xiàn)將ZnO納米線沉積在該場效應管襯底上；
步驟104:蒸發(fā)掉乙醇，使ZnO納米線掉入光刻膠凹槽中，在襯
7底上形成按一定方向和固定位置的ZnO納米線。
上述ZnO納米線采用中科大的ZnO納米線，長度大于30pm，寬 度小于lnm。一般情況下，ZnO納米線的長寬比大于30: 1。 ZnO納 米線的示意圖如圖4所示。
上述場效應管襯底由P型Si襯底及其上面生長的一層厚度為3000
埃的Si02介質(zhì)構(gòu)成。
上述步驟101包括在P型Si襯底上面生長一層3000埃的Si02 介質(zhì)，涂正性光刻膠5214， 3500轉(zhuǎn)/分，涂1.6iim;前烘10(TC，烘60 秒，RIE打底膠；對己經(jīng)涂好正性光刻膠的片子采用陰版進行光刻， 顯影后形成按照一定規(guī)律排列的光刻膠凹槽。光刻膠凹槽的寬度為 2pm、 3pm或4nm，長度為30pm或40(am。光刻膠凹槽的示意圖如圖 3所示。
上述步驟102包括將原生長ZnO納米線的玻璃襯底放在乙醇中 經(jīng)過超聲波降解，降解后ZnO納米線大部分從原玻璃襯底脫離并分散 在乙醇溶液中。
另外，圖5示出了本發(fā)明采用的凹槽工藝中場效應晶體管器件的 結(jié)構(gòu)示意圖，圖6示出了本發(fā)明采用的凹槽工藝中場效應晶體管的制 備版圖。
下面結(jié)合附圖來對這個十字Marker的方法進行說明。如圖2所示， 圖2為本發(fā)明提供的實現(xiàn)ZnO納米線到場效應管襯底沉積和定位的工 藝流程圖，具體包括以下步驟
步驟1、在P型Si襯底上面生長一層3000埃的Si02介質(zhì)，涂正 膠5214， 3500轉(zhuǎn)/分，涂1.6pm。前烘100'C，烘60秒，R正打底膠。
步驟2、對己經(jīng)涂好膠的片子用陰版進行光刻，顯影后形成2pm， 3pm， 4(im不等的凹槽。不去膠，不后烘。
步驟3、把原生長ZnO納米線與襯底放在乙醇中經(jīng)過超聲波降解， 降解后ZnO納米線大部分從原玻璃襯底脫離并分散在乙醇溶液中，采 用滴管實現(xiàn)納米線到場效應晶體管襯底的沉積。
步驟4、將ZnO納米線沉積到襯底上面，蒸發(fā)掉乙醇，使其掉入凹槽中，立刻再涂一層5214， 2500轉(zhuǎn)/分，涂1.9(im，進行后續(xù)源漏制 備。
本發(fā)明具有成效明顯，工藝簡單易行，經(jīng)濟適用和可靠性強的優(yōu) 點，容易在微波、毫米波化合物半導體器件制作中采用和推廣。
以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果 進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體 實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)， 所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種實現(xiàn)ZnO納米線到場效應管襯底沉積和定位的方法，其特征在于，該方法包括在場效應管襯底上采用正性光刻膠和陰版光刻，顯影形成按照一定規(guī)律排列的光刻膠凹槽；采用超聲乙醇水解法將ZnO納米線從原生長襯底上剝離；采用滴管將ZnO納米線滴到所述布滿光刻膠凹槽的場效應管襯底上，實現(xiàn)將ZnO納米線沉積在該場效應管襯底上；蒸發(fā)掉乙醇，使ZnO納米線掉入光刻膠凹槽中，在襯底上形成按一定方向和固定位置的ZnO納米線。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)ZnO納米線到場效應管襯底沉積 和定位的方法，其特征在于，所述ZnO納米線采用中科大的ZnO納米 線，長度大于30jum，寬度小于lpm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的實現(xiàn)ZnO納米線到場效應管襯底沉積 和定位的方法，其特征在于，所述ZnO納米線的長寬比大于30: 1。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)ZnO納米線到場效應管襯底沉積 和定位的方法，其特征在于，所述場效應管襯底由P型Si襯底及其上 面生長的一層厚度為3000埃的Si02介質(zhì)構(gòu)成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)ZnO納米線到場效應管襯底沉積 和定位的方法，其特征在于，所述在場效應管襯底上采用正性光刻膠 和陰版光刻，顯影形成按照一定規(guī)律排列的光刻膠凹槽的步驟包括在P型Si襯底上面生長一層3000埃的Si02介質(zhì)，涂正性光刻膠 5214， 3500轉(zhuǎn)/分，涂1.6pm;前烘100。C，烘60秒，RIE打底膠；對已經(jīng)涂好正性光刻膠的片子采用陰版進行光刻，顯影后形成按 照一定規(guī)律排列的光刻膠凹槽。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的實現(xiàn)ZnO納米線到場效應管襯底沉積 和定位的方法，其特征在于，所述光刻膠凹槽的寬度為2pm、 3pm或 4pm，長度為30(im或40(mi。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)ZnO納米線到場效應管襯底沉積和定位的方法，其特征在于，所述采用超聲乙醇水解法將ZnO納米線 從原生長襯底上剝離的步驟包括將原生長ZnO納米線的玻璃襯底放在乙醇中經(jīng)過超聲波降解，降 解后ZnO納米線大部分從原玻璃襯底脫離并分散在乙醇溶液中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)ZnO納米線到場效應管襯底沉積和定位的方法，該方法包括在場效應管襯底上采用正性光刻膠和陰版光刻，顯影形成按照一定規(guī)律排列的光刻膠凹槽；采用超聲乙醇水解法將ZnO納米線從原生長襯底上剝離；采用滴管將ZnO納米線滴到所述布滿光刻膠凹槽的場效應管襯底上，實現(xiàn)將ZnO納米線沉積在該場效應管襯底上；蒸發(fā)掉乙醇，使ZnO納米線掉入光刻膠凹槽中，在襯底上形成按一定方向和固定位置的ZnO納米線。利用本發(fā)明，實現(xiàn)了ZnO納米線從原玻璃襯底到場效應管襯底的沉積和定位的方法，解決了ZnO納米線上沉積到器件襯底后的雜亂排列的問題，實現(xiàn)了納米線的精確定位。
文檔編號H01L21/335GK101552204SQ20081010325
公開日2009年10月7日 申請日期2008年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月2日
發(fā)明者付曉君, 張海英, 徐靜波, 明 黎 申請人:中國科學院微電子研究所