[发明专利]一种日盲紫外光敏晶体管的制备方法

说明书

本发明公开了一种日盲紫外光敏晶体管的制备方法，包括：步骤一、对衬底进行预处理，通过光刻剥离技术曝光显影出栅极区域，在栅极区域蒸镀导电膜；步骤二、通过光刻剥离技术曝光显影出第一堆叠区域，并在所述第一堆叠区域通过原子层沉积得到绝缘层；步骤三、通过光刻剥离技术曝光显影出第二堆叠区域，并在所述第二堆叠区域上通过原子层沉积得到有源层；步骤四、通过光刻剥离技术曝光显影出第三堆叠区域，并在所述第三堆叠区域上通过沉积得到叉指电极层；其中，所述导电膜为金属或氧化物导电膜，所述绝缘层为高介电常数的氧化物绝缘体，所述有源层为氧化镓和氮化铝，所述叉指电极层为金属或导电氧化物。能够提高光电探测特性，增强器件稳定性。

技术领域

本发明涉及一种日盲紫外光敏晶体管的制备方法，属于半导体器件制备技术领域。

背景技术

地球大气中臭氧对紫外光的吸收和散射作用非常强，200-280nm波长的太阳光几乎到达不了地球的表面，我们称这一波段的光为太阳盲或日盲。日盲区的辐射强度比可见光区的辐射强度高很多，不受太阳辐射的干扰，而紫外探测设备在工作时是通过被动接收紫外辐射来确认目标的，因此在该光谱波段工作的光电探测器有着多方面的优点，如较高的信噪比，灵敏度比较出色，比较低的误报率等。随着探测领域的多元化发展，对紫外探测器的响应度、稳定性的要求日益增高，现如今的设备已满足不了紫外探测领域的强烈需求。

单光敏层的薄膜晶体管用于紫外探测时，由于制备工艺等原因，一般在有源层与绝缘层之间存在着不可忽视的陷阱态，陷阱态会在有源层/绝缘层界面和沟道层俘获电子，从而对于薄膜晶体管的电学性能以及光敏特性产生影响。本发明采用多有源层串联结构来提高器件来改善薄膜晶体管的有源层/绝缘层的界面态，超薄p型材料的插入层和n型材料层之间的导带偏移减少电子俘获现象，提高沟道层载流子传输速率，增强薄膜晶体管的电学性能，提高器件用于日盲紫外探测时的响应度与稳定性。

发明内容

本发明设计开发了一种日盲紫外光敏晶体管的制备方法，通过有源层插入p型超薄层-叉指电极结构，在保证光电探测范围的条件下，增强了器件电学性能，提高了光电探测特性，增强了器件稳定性，提高了饱和迁移率。

本发明提供的技术方案为：

一种日盲紫外光敏晶体管的制备方法，包括：

步骤一、对衬底进行预处理，通过光刻剥离技术曝光显影出栅极区域，在栅极区域蒸镀导电膜；

步骤二、通过光刻剥离技术曝光显影出第一堆叠区域，并在所述第一堆叠区域通过原子层沉积得到绝缘层；

步骤三、通过光刻剥离技术曝光显影出第二堆叠区域，并在所述第二堆叠区域上通过原子层沉积得到有源层；

步骤四、通过光刻剥离技术曝光显影出第三堆叠区域，并在所述第三堆叠区域上通过沉积得到叉指电极层；

其中，所述导电膜为金属或氧化物导电膜，所述绝缘层为高介电常数的氧化物绝缘体，所述有源层为氧化镓和氮化铝，所述叉指电极层为金属或导电氧化物。

优选的是，所述对衬底进行预处理过程包括：

将衬底置于丙酮溶液中，室温下超声清洗3～5min；再置于乙醇溶液中，室温下超声清洗3～5min；再置于去离子水中，室温下超声清洗3～5min；高纯氮气吹干，放入烘箱85～90℃烘干5～7min。

优选的是，所述通过光刻剥离技术曝光显影出栅极区域包括：

在所述衬底上旋涂第一光刻胶，在90～92℃下前烘3min，烘好的衬底用第一光刻板覆盖后，进行曝光和显影，得到具有栅极区域的衬底。

优选的是，所述在栅极区域蒸镀导电膜包括：

通过蒸镀方法在具有栅极区域的衬底上蒸镀导电膜，完成蒸镀后，将其置于丙酮中超声1～2min，用乙醇和去离子水冲洗干净，氮气吹干。