[发明专利]一种柔性瞬态硅薄膜光电晶体管及制作方法

权利要求书

1.一种柔性瞬态硅薄膜光电晶体管的制作方法，包括如下步骤：

1)采用旋涂工艺，在柔性瞬态衬底上旋涂厚度为1-1.5μm的SU-8光刻胶形成粘附层；

2)采用转印技术，在粘附层上转印厚度为190-200nm单晶硅薄膜作为有源层；

3)采用光刻工艺，在硅薄膜上光刻出源漏电极的图形；

4)采用原子层沉积系统，在90℃温度条件与氮气氛围下，在硅薄膜上沉积0.5-1nm厚的二氧化钛插入层；

5)采用电子束蒸发工艺，在二氧化钛插入层上淀积100-110nm厚的金属钛；

6)采用剥离工艺，将淀积完金属钛的样品放入丙酮溶液中超声1min，去除硅薄膜上的光刻胶以及多余的二氧化钛和金属钛，形成具有二氧化钛插入层的源漏电极；

7)采用电子束蒸发工艺，在硅薄膜上淀积100-200nm厚的二氧化硅钝化层；

8)采用磁控溅射系统，在二氧化硅钝化层上溅射厚度为100-200nm氧化锌种子层；

9)采用低温混合溶液生长法，在氧化锌种子层表面生长直径为40-60nm，高度为500-800nm，密度为1.0×10¹¹cm^-2-1.2×10¹¹cm^-2的氧化锌纳米线，完成光电晶体管的制作。

2.根据权利要求1所述的光电晶体管制作方法，其中所述2)的具体实现如下：

2a)将绝缘衬底上的硅SOI基片依次置于丙酮、无水乙醇、去离子水中各超声清洗10min，再用氮气枪吹干；

2b)将清洗后的绝缘衬底上的硅SOI基片进行光刻形成20μm×20μm 的方形刻蚀孔图案；

2c)将光刻后的绝缘衬底上的硅SOI基片进行反应离子刻蚀形成刻蚀孔，刻蚀条件为10mTorr的真空度，刻蚀气体流量比为：Cl₂：BCl₃＝60:60，刻蚀功率为150W，刻蚀时间200s；

2d)将刻蚀后的绝缘衬底上的硅SOI基片浸泡于氢氟酸中24h后捞出，并用去离子水冲洗，再用氮气枪吹干；

2e)利用固化的聚二甲基硅氧烷PDMS与绝缘衬底上的硅SOI的上表面耦合，再将两体系快速分离，由于聚二甲基硅氧烷PDMS具有粘性，因此使得单晶硅薄膜粘附在聚二甲基硅氧烷PDMS上；

2f)将粘有单晶硅薄膜的聚二甲基硅氧烷PDMS与旋涂SU-8光刻胶的柔性瞬态衬底耦合，再将两体系缓慢分离，由于硅薄膜和粘附层的粘着力要比硅薄膜和聚二甲基硅氧烷PDMS的粘着力大，因此硅薄膜可被有粘附层的柔性瞬态衬底获取，由此完成硅薄膜的转印。

3.根据权利要求1所述的光电晶体管制作方法，其中所述9)的具体实现如下：

9a)将乌托洛品和硝酸锌均以0.025mol/L的配比浓度溶解在等体积的去离子水中，分别在磁控搅拌台上以500rpm的速度和室温的条件充分搅拌15min；

9b)用玻璃引流管将搅拌后的硝酸锌溶液缓慢加入到搅拌后的乌托洛品溶液中，再以500rpm的速度和室温的条件搅拌30min形成均匀的混合溶液；

9c)将混合溶液放入90℃水热反应釜中，将器件氧化锌种子层的面向朝下置于混合溶液中反应180min，即可在氧化锌种子层上生长出稠密排列的圆柱状氧化锌纳米线；再用去离子水清洗后，放置于150℃的热台上退火60min，完成氧化锌纳米线的生长。