一种调控半导体纳米线场效应晶体管阈值电压的方法

摘要

本发明属于晶体管阈值电压调控技术领域，涉及一种调控半导体纳米线场效应晶体管阈值电压的方法，将金属氧化物半导体材料或金属材料分别沉积在制备好的半导体纳米线场效应晶体管或纳米线阵列场效应晶体管上，对半导体纳米线场效应晶体管或纳米线阵列场效应晶体管的表面进行镀膜修饰，镀膜的厚度为0.2-5nm，从而调控半导体纳米线场效应晶体管和纳米线阵列场效应晶体管的阈值电压，其工艺简单，操作简便，原理可靠，生产成本低，在电子开关器件、显示器、生物及化学传感器等领域有着广阔的应用前景，易于进行大规模工业生产。

主权项

一种调控半导体纳米线场效应晶体管阈值电压的方法，其特征在于具体工艺步骤为：(1)先将制备好的III‑V族及金属氧化物纳米线分散在无水乙醇中，超声分散均匀；(2)通过低落涂布法将一维半导体纳米材料分散在表面覆盖50nmSiO₂介电层的p型重掺杂硅片上，该硅片作为半导体纳米线场效应晶体管的背栅极；(3)将制备好的III‑V族及金属氧化物纳米线通过接触印刷法转移到表面覆盖50nmSiO₂介电层的p型重掺杂硅片上得到纳米线阵列，该硅片作为纳米线阵列场效应晶体管的背栅极；(4)采用光刻工艺在半导体纳米线场效应晶体管的背栅极或纳米线阵列场效应晶体管的背栅极上制备源、漏电极的光刻胶图形，然后通过热蒸发、电子束蒸发或真空溅射镀膜的方法蒸镀金属薄膜作为源、漏电极，通过金属剥离工艺去除不需要的光刻胶和金属薄膜，制备得到半导体纳米线场效应晶体管或纳米线阵列场效应晶体管；(5)分别选择与III‑V族及金属氧化物纳米线具有不同功函数的金属氧化物半导体材料或金属氧化物所对应的金属材料，通过热蒸发、电子束蒸发或真空溅射工艺将金属氧化物半导体材料或金属材料分别沉积在制备好的半导体纳米线场效应晶体管或纳米线阵列场效应晶体管上，对半导体纳米线场效应晶体管或纳米线阵列场效应晶体管的表面进行镀膜修饰，镀膜的厚度为0.2‑5nm，采用金属材料进行镀膜修饰时，将修饰后的半导体纳米线场效应晶体管或纳米线阵列场效应晶体管在空气中以100‑150℃的温度退火处理20‑40min，然后在干燥箱中放置72h使金属颗粒被完全氧化成金属氧化物纳米颗粒，从而调控半导体纳米线场效应晶体管或纳米线阵列场效应晶体管的阈值电压，获得增强型和耗尽型的半导体纳米线场效应晶体管、纳米线阵列场效应晶体管。