[发明专利]通过腐蚀自对准工艺实现的碳纳米管晶体管器件制造方法

权利要求书

1.通过腐蚀自对准工艺实现的碳纳米管晶体管器件制造方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤1：在衬底上设置碳纳米管薄膜；

步骤2：在碳纳米管薄膜上设置一层金属薄膜；

步骤3：在金属薄膜上划分出源极区域、漏极区域和沟道区域，并去除以上区域之外的金属薄膜和碳纳米管薄膜；

步骤4：在沟道区域上划分出栅极区域；

步骤5：采用金属腐蚀液对沟道区域的金属薄膜进行腐蚀，并同时通过侧腐效应，在栅极区域和源极区域之间，以及栅极区域和漏极区域之间形成间隔，作为栅极和源、漏电极之间的间隔；

步骤6：在沟道区域上制备栅介质，使得栅极区域完全被栅介质覆盖；

步骤7：在栅极区域上覆盖栅金属，从而完成碳纳米管场效应晶体管的制备。

2.根据权利要求1所述的通过腐蚀自对准工艺实现的碳纳米管晶体管器件制造方法，其特征在于，所述步骤1中的衬底为Si、SiC、GaAs、氧化物、氮化物或者柔性衬底；所述碳纳米管薄膜为碳纳米管阵列、碳纳米管网络薄膜或者碳纳米管图案，所述碳纳米管图案由碳纳米管阵列或者碳纳米管网络薄膜形成；所述金属薄膜为能够被化学腐蚀的金属，该金属薄膜的厚度范围为1nm～5000nm。

3.根据权利要求2所述的通过腐蚀自对准工艺实现的碳纳米管晶体管器件制造方法，其特征在于，当衬底为Si、SiC、GaAs、氧化物或氮化物时，采用化学气相沉积片上生长碳纳米管方法、浸泡在碳纳米管分散液中沉积法、旋涂碳纳米管分散液法、喷涂碳纳米管分散液法、基于自组装原理的薄膜沉积法、纳米转印法、丝网印刷法或者薄膜转移工艺法在衬底上设置一层碳纳米管薄膜；当采用柔性衬底时，采用浸泡在碳纳米管分散液中沉积法、旋涂碳纳米管分散液法、喷涂碳纳米管分散液法、基于自组装原理的薄膜沉积法、纳米转印法、喷墨打印法、丝网印刷法或者薄膜转移工艺在柔性衬底上设置一层碳纳米管薄膜。

4.根据权利要求2所述的通过腐蚀自对准工艺实现的碳纳米管晶体管器件制造方法，其特征在于，当衬底为Si、SiC、GaAs、氧化物或氮化物时，所述步骤5中在金属腐蚀液对沟道区域进行腐蚀后，还包括采用能够腐蚀衬底的腐蚀液腐蚀碳纳米管薄膜下的部分衬底，构造自对准悬空纳米管网络薄膜沟道。

5.根据权利要求1所述的通过腐蚀自对准工艺实现的碳纳米管晶体管器件制造方法，其特征在于，所述步骤3和步骤4中采用紫外曝光、深紫外曝光、电子束刻写、纳米转印或者印刷电子技术划分出源极区域，漏极区域，沟道区域和栅极区域。

6.根据权利要求1所述的通过腐蚀自对准工艺实现的碳纳米管晶体管器件制造方法，其特征在于，所述步骤5中的金属腐蚀液为能够腐蚀金属而不腐蚀碳纳米管薄膜的化学腐蚀液。

7.根据权利要求6所述的通过腐蚀自对准工艺实现的碳纳米管晶体管器件制造方法，其特征在于，所述金属腐蚀液为基于碘化钾和碘的金属腐蚀液、氯化铁溶液、基于氰化物的金属腐蚀液、氢氟酸、王水、硼酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液与冰乙酸的混合液、氨水和双氧水的混合液或者光刻胶显影剂，或者上述任意两种液体的组合，如果对上述两种任意液体进行组合，则该两种混合液的质量比为0.01～100:1。

8.根据权利要求1所述的通过腐蚀自对准工艺实现的碳纳米管晶体管器件制造方法，其特征在于，所述步骤3中采用氧气等离子体刻蚀技术去除碳纳米管薄膜。

9.根据权利要求1所述的通过腐蚀自对准工艺实现的碳纳米管晶体管器件制造方法，其特征在于，所述步骤6中采用原子层淀积法制备栅介质，栅介质的材料为氮化物、氧化物、BCB或BaTiO₃，栅介质厚度范围为0.1nm-100μm。

10.根据权利要求1所述的通过腐蚀自对准工艺实现的碳纳米管晶体管器件制造方法，其特征在于，所述步骤7中栅金属材质为Cu、Ni、Ti、Ag、Al，Cr、Pd、Au、Mo、W、Fe中的一种金属或者多种金属组成的复合材料或者多种金属组成的合金，栅金属厚度为1nm-5000nm。