[发明专利]柔性碳纳米管晶体管的制备方法

权利要求书

1.一种柔性碳纳米管晶体管的制备方法，其特征在于，包括：

提供一基底，在所述基底上制备柔性背栅衬底；柔性背栅衬底的表面为背栅介质层；

将单壁碳纳米管的平行阵列转移至所述柔性背栅衬底表面的背栅介质层上；

在所述单壁碳纳米管平行阵列的表面制备电击穿电极，利用电击穿法去除金属性的所述单壁碳纳米管；其中，所述电击穿电极具有与所述碳纳米管垂直的部分和平行的部分；

利用光刻和刻蚀工艺去除所述电击穿电极与所述单壁碳纳米管平行的部分，所述电击穿电极与所述单壁碳纳米管垂直的部分形成源/漏电极结构；

在所述柔性背栅衬底上形成栅介质层；所述栅介质层将所述柔性背栅衬底表面、所述单壁碳纳米管平行阵列和所述源/漏电极结构覆盖住；

在所述栅介质层表面且对应于所述源/漏电极结构之间的空隙上方形成顶栅电极；

在所述栅介质层中且对应于所述源/漏电极结构上方引出源/漏电极；

去除所述基底，形成所述柔性碳纳米管晶体管。

2.根据权利要求1所述的柔性碳纳米管晶体管的制备方法，其特征在于，利用梳状电极作为电击穿时的电极，采用所述电击穿法去除所述金属性的单壁碳纳米管的过程包括：

在所述碳纳米管平行阵列表面制备梳状电极，所述梳状电极的梳齿垂直于所述单壁碳纳米管平行阵列；

在所述柔性背栅衬底表面引出背栅电极；

利用电击穿技术去除所述金属性的所述单壁碳纳米管。

3.根据权利要求2所述的柔性碳纳米管晶体管的制备方法，其特征在于，引出所述背栅电极的方法，包括：

在所述柔性背栅衬底表面涂覆光刻胶层；

经光刻工艺，在光刻胶层中形成背栅电极接触孔图案；

再经刻蚀工艺，在所述背栅衬底中形成背栅电极接触孔图案；

在所述光刻胶层和所述背栅衬底层中的背栅电极接触孔图案中填充金属，再将所述光刻胶层去除，从而引出所述背栅电极；其中，所述单壁碳纳米管与所述背栅电极不接触。

4.根据权利要求3所述的柔性碳纳米管晶体管的制备方法，其特征在于，在引出所述背栅电极之前，还包括：采用光刻和刻蚀工艺，刻蚀掉靠近所述背栅电极接触孔图案的碳纳米管的部分，使所述单壁碳纳米管与所述背栅电极图案不接触。

5.根据权利要求2所述的柔性碳纳米管晶体管的制备方法，其特征在于，利用所述电击穿技术去除所述金属性的所述单壁碳纳米管包括以下步骤：

在所述背栅电极上施加正偏压，以耗尽半导体性的单壁碳纳米管；

在所述梳状电极两端施加电压或电流，以烧断金属性的单壁碳纳米管。

6.根据权利要求2所述的柔性碳纳米管晶体管的制备方法，其特征在于，所述梳状电极的材料为Ti/Au或Ti/Pd，制备所述梳状电极的方法包括采用光刻和金属剥离工艺。

7.根据权利要求1所述的柔性碳纳米管晶体管的制备方法，其特征在于，在所述基底上制备柔性背栅衬底，包括以下步骤：

在所述基底表面涂布液态柔性材料，并将所述液态柔性材料烘干形成柔性衬底；

在所述柔性衬底表面沉积背栅金属层；

在所述背栅金属层表面沉积背栅介质层。

8.根据权利要求1所述的柔性碳纳米管晶体管的制备方法，其特征在于，去除所述基底的方法，包括：直接将所述柔性背栅衬底从所述基底表面剥离下来。

9.根据权利要求1所述的柔性碳纳米管晶体管的制备方法，其特征在于，将单壁碳纳米管的平行阵列转移至所述柔性背栅衬底表面的方法，包括：

在石英衬底上生长单壁碳纳米管平行阵列；

在所述石英衬底上沉积金薄膜，所述金薄膜将所述单壁碳纳米管平行阵列覆盖并粘附住；

在所述金薄膜表面粘附一层热解材料层；

揭拉所述热解材料层，所述热解材料层粘附着所述金薄膜和所述单壁碳纳米管平行阵列一起从所述石英衬底表面分离下来；

将带有所述单壁碳纳米管平行阵列的热解材料层表面对准所述柔性背栅衬底表面，并将所述热解材料层按压在所述柔性背栅衬底表面；

加热所述热解材料层，并将所述热解材料层从所述金薄膜表面剥离下来；

刻蚀去除所述金薄膜。

10.根据权利要求1所述的柔性碳纳米管晶体管的制备方法，其特征在于，所述源/漏电极的引出方法，包括：

在所述栅介质层表面且位于所述源/漏电极图形上方涂覆光刻胶层；

经光刻工艺，在光刻胶层中形成源/漏电极图案；

再经刻蚀工艺，在所述栅介质层中形成源/漏电极接触孔图案；

在所述光刻胶层和所述栅介质层中的源/漏电极接触孔图案中填充金属，再将所述光刻胶层去除，从而引出所述源/漏电极。