一种三维折线纳米线阵列垂直场效应晶体管的制备方法技术

本发明专利技术公开一种三维折线纳米线阵列垂直场效应晶体管的制备方法，包括：1）利用刻蚀技术在图形化衬底上刻蚀出三维台阶形状；2）在刻蚀有三维台阶的衬底上沉积质介质薄膜层后再次刻蚀使三维台阶附近异质侧壁暴露，然后利用选择性刻蚀在异质侧壁构造引导沟道；3）在异质侧壁构造的引导沟道内制备纳米级催化金属颗粒；4）在整个结构表面淀积覆盖与所需生长纳米线对应非晶半导体前驱体薄膜层；5）升高温度使纳米级催化金属颗粒引导沟道中由固态转变为液态，前端开始吸收非晶层，后端析出折线形晶态纳米线；6）以折线形晶态纳米线垂直部分为沟道区域，水平部分为源漏电极区域，制备短沟道场效应晶体管。

【技术实现步骤摘要】
一种三维折线纳米线阵列垂直场效应晶体管的制备方法
本专利技术涉及一种纳米线三维批量化生长方法，特别是通过在台阶上沉积异质叠层进行刻蚀得到侧壁沟道并采用平面固-液-固（IPSLS）方式生长三维折线形纳米线阵列的方法；属于微电子

技术介绍
无结晶体管是开发新一代高性能微纳电子逻辑、传感和显示等应用的关键。目前常见的气-液-固（VLS）生长模式所制备的纳米线多为竖直随机阵列，很难直接在目前的平面电子工艺中实现可靠且低成本的定位集成。基于自上而下的电子束直写（EBL）技术制备纳米线直径10~100纳米，沟道长度在十纳米到百纳米量级的晶体管结构，已经验证各种新型纳米线功能器件的优异特性，但由于其制备成本高昂、产量低等因素难以得到规模化、产业化应用。通过纳米金属液滴催化的自下而上的平面固-液-固（IP-SLS）纳米线生长，可以通过光刻大批量制备直径在百纳米以下的晶态硅、锗和各种合金半导体纳米线，制备平面晶体管阵列，但常规光刻工艺自身的工艺限制，沟道长度最低限度较高，无法制备更短沟道的器件。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维折线纳米线阵列垂直场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括如下几个步骤：/n1）利用刻蚀技术在图形化衬底上刻蚀出三维台阶形状；/n2）在刻蚀有三维台阶的衬底上沉积介质薄膜层，利用光刻定义位置后刻蚀形成单层或多层引导沟道；/n或者，在刻蚀有三维台阶的衬底上沉积介质薄膜层后再次刻蚀使三维台阶附近异质侧壁暴露，然后利用选择性刻蚀在异质侧壁构造引导沟道；/n3）在所述单层或者多层引导沟沟道或异质侧壁构造的引导沟道内制备纳米级催化金属颗粒；/n4）在整个结构表面淀积覆盖与所需生长纳米线对应非晶半导体前驱体薄膜层；/n5）升高温度使纳米级催化金属颗粒在单层或者多层引导沟道或者异质侧壁构造的引导...

【技术特征摘要】
1.一种三维折线纳米线阵列垂直场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括如下几个步骤：
1）利用刻蚀技术在图形化衬底上刻蚀出三维台阶形状；
2）在刻蚀有三维台阶的衬底上沉积介质薄膜层，利用光刻定义位置后刻蚀形成单层或多层引导沟道；
或者，在刻蚀有三维台阶的衬底上沉积介质薄膜层后再次刻蚀使三维台阶附近异质侧壁暴露，然后利用选择性刻蚀在异质侧壁构造引导沟道；
3）在所述单层或者多层引导沟沟道或异质侧壁构造的引导沟道内制备纳米级催化金属颗粒；
4）在整个结构表面淀积覆盖与所需生长纳米线对应非晶半导体前驱体薄膜层；
5）升高温度使纳米级催化金属颗粒在单层或者多层引导沟道或者异质侧壁构造的引导沟道中由固态转变为液态，前端开始吸收非晶层，后端析出折线形晶态纳米线；
6）以折线形晶态纳米线垂直部分为沟道区域，水平部分为源漏电极区域，制备短沟道场效应晶体管。


2.根据权利要求1所述的三维折线纳米线阵列垂直场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤1）中，利用光刻、电子束直写或掩模板技术实现所需的平面图案以定义纳米线台阶的位置，利用电感耦合等离子体刻蚀或者反应离子体刻蚀技术刻蚀出至少一个三维台阶形状。


3.根据权利要求1所述的三维折线纳米线阵列垂直场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述介质薄膜层为同质介质单层或者异质介质多层。


4.根据权利要求1所述的三维折线纳米线阵列垂直场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤2）包括以下步骤：
a）利用化学气相沉积或等离子体增强化学气相沉积方法在整个衬底上淀积同质介质材料单层或异质介质材料多层，每层异质薄膜叠层的厚度在1~100nm；
b）利用光刻、电子束刻蚀或者掩模板技术，在已构造三维台阶的位置上定义图案；
c）利用电感耦合等离子体或者反应离子体刻蚀技术进行各向异性刻蚀，将覆盖在三维台阶上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：余林蔚，胡瑞金，王军转，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32