[发明专利]一种与金属形成欧姆接触的硅纳米薄膜及其制作方法

权利要求书

1.一种与金属形成欧姆接触的硅纳米薄膜的制作方法，其特征在于，硅纳米薄膜是厚度为1微米以下的半导体单晶薄膜，硅纳米薄膜与金属形成的接触是欧姆接触；

所述的与金属形成欧姆接触的硅纳米薄膜的制作方法，包括如下步骤：

（1）使用绝缘体上硅衬底，通过光刻技术制作光刻胶掩模层；

（2）使用反应离子刻蚀技术，完全刻蚀未被光刻胶保护的顶层硅；

（3）使用反应离子刻蚀技术，刻蚀剩余的顶层硅表面；

（4）使用氢氟酸刻蚀绝缘体上硅衬底的顶层硅和底层硅衬底之间的二氧化硅，使顶层硅薄膜贴附于底层硅衬底上；

（5）使用聚二甲基硅氧烷转移顶层硅薄膜至目标衬底，得到目标衬底上的与金属形成欧姆接触的硅纳米薄膜；

反应离子刻蚀所使用的气体为刻蚀硅的气体：四氟化碳和氧气，控制气氛比例、刻蚀功率调节刻蚀速度，使用四氟化碳和氧气体积比例为25比5，刻蚀功率100W，气压13.3Pa，4~8min刻蚀1~2μm硅；

光刻胶具备一定厚度与强度，使得未被光刻胶保护的顶层硅被完全刻蚀时，被光刻胶保护的顶层硅仍未被完全刻蚀；选择顶层硅和光刻胶的厚度，控制刻蚀时间得到厚度不同的与金属形成欧姆接触的硅纳米薄膜；对于2μm顶层硅，使用S-1813和LOR7A双层光刻胶，通过9~10min反应离子刻蚀，得到200~450nm厚与金属形成欧姆接触的硅纳米薄膜。

2.按照权利要求1所述的与金属形成欧姆接触的硅纳米薄膜的制作方法，其特征在于，使用反应离子刻蚀技术充分刻蚀剩余的顶层硅表面，刻蚀时间越长、功率越大，欧姆接触特性越好，硅薄膜越薄。

3.按照权利要求1所述的与金属形成欧姆接触的硅纳米薄膜的制作方法，其特征在于，使用氢氟酸完全刻蚀此时绝缘体上硅衬底的顶层硅和底层硅衬底之间的二氧化硅，氢氟酸浓度越高，刻蚀速率越大，所用时间越短；使用质量分数为40%的氢氟酸，刻蚀面积为30~50μm²的硅纳米薄膜下方的二氧化硅层需要15~25分钟。

4.按照权利要求1所述的与金属形成欧姆接触的硅纳米薄膜的制作方法，其特征在于，利用聚二甲基硅氧烷转移顶层硅薄膜至目标衬底，将硅薄膜从原衬底上取下时，将聚二甲基硅氧烷紧密贴合衬底表面后，采用 1 cm/s的速度将聚二甲基硅氧烷撕离衬底表面；将硅薄膜从聚二甲基硅氧烷上释放于目标衬底时，使用显微镜系统对准，将聚二甲基硅氧烷紧密贴合目标衬底表面后，采用 1 mm/s的速度将聚二甲基硅氧烷撕离衬底表面。

5.按照权利要求1所述的与金属形成欧姆接触的硅纳米薄膜的制作方法，其特征在于，硅纳米薄膜的掺杂类型为不掺杂或具有任意浓度的N型掺杂或P型掺杂。