[发明专利]柔性衬底上的InGaAs基MOS电容器及制作方法

权利要求书

1.一种柔性衬底上的InGaAs基MOS电容器，自下而上包括衬底(1)、阴极金属电极(2)、半导体薄膜层(3)、氧化层(4)和阳极金属电极(5)，其特征在于：

衬底(1)，采用方形柔性衬底；

半导体薄膜层(3)，采用由InGaAs、GaAs和InGaAs三层薄膜层叠加构成，以保证器件的延展性和弯曲性。

2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于：聚对苯二甲酸乙二醇酯PET薄膜的厚度为0.2～0.4mm。

3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于：第一层InGaAs薄膜的厚度为10～15nm，第二层GaAs薄膜的厚度为250～300nm，第三层InGaAs薄膜的厚度与第一层薄膜的厚度相同。

4.一种柔性衬底上的InGaAs基MOS电容器制备方法，包括以下步骤：

1)在GaAs衬底上依次外延生长AlGaAs牺牲层和InGaAs/GaAs/InGaAs半导体薄膜层；

2)采用反应耦合等离子体刻蚀技术ICP，在InGaAs/GaAs/InGaAs半导体薄膜层中刻蚀通孔至牺牲层；

3)采用稀HF酸湿法刻蚀牺牲层，使得InGaAs/GaAs/InGaAs半导体薄膜层依靠弱范德瓦耳斯力粘附在GaAs衬底上；

4)在薄膜层上旋涂光刻胶，光刻形成阴极板区域，使用电子束蒸发技术在纳米膜上生长阴极金属板Ti/Pd/Au，采用金属剥离lift-off工艺剥离多余金属，在300±20℃的温度下退火1min，形成欧姆接触；

5)将带有阴极板金属的半导体薄膜层翻转转印到涂有粘性涂层的柔性衬底上，使黏性层在紫外线的照射下被坚膜，完成连接；

6)在翻转转印后的半导体薄膜层表面上旋涂光刻胶，光刻形成氧化层区域，采用原子层淀积ALD生长厚度为100～150nm的Al₂O₃氧化层；

7)在生长好的氧化层上旋涂光刻胶，光刻形成阳极板区域，采用电子束蒸发技术依次蒸发金属Ti/Au，再采用金属剥离lift-off工艺剥离多余金属，形成阳极板金属结构；

8)利用干法刻蚀阳极板外的氧化层和半导体薄膜层，曝露出部分阴极板，用作接触电极，形成柔性衬底上的InGaAs基MOS电容器。

5.根据权利要求4所述的方法，其中步骤2)中的反应耦合等离子体刻蚀技术ICP，其工艺条件如下：

ICP电压源功率为500W；

RF功率为50W；

腔体压力为3～7mTorr；

BCl₃的气流流量为7～13sccm；

Ar的气流流量为3～7sccm。

6.根据权利要求4所述的方法，其中步骤4)中的金属电极Ti/Pt/Au的厚度范围如下：

Ti的厚度为30～50nm；

Pt的厚度为30～50nm；

Au的厚度为150～250nm。

7.根据权利要求4所述的方法，其中步骤4)中的金属电极Ti/Au的厚度范围如下：

Ti的厚度为10～30nm；

Au的厚度为150～250nm。

8.根据权利要求4所述的方法，其中步骤5)中的柔性衬底，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯PET衬底、聚酰亚胺PI或聚二甲基硅氧烷PDMS中的任意一种。