一種利用二維半導體制作場控帶通晶體管陣列器件的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電子器件領域，特別涉及一種利用二維半導體制作場控帶通晶體管陣列器件的方法
【背景技術】
[0002]場效應晶體管是一種固體半導體器件，在電子器件應用中常被用作可變開關，基于輸入柵極的電壓的大小，可以控制源漏電流的開啟與關閉。在目前硅基CMOS器件中，一般通過往硅中摻入硼或磷等元素實現對硅襯底P型和N型的摻雜，在柵極場效應的控制下，要么負柵壓下PMOS導通，要么正柵壓下匪OS導通。但目前還沒有器件能實現只在某一段柵壓范圍內允許電流導通，在此柵壓范圍外電流截止的功能，限制了柵極調控電子器件的進一步應用。
[0003]本發明介紹了一種利用二維半導體制作場控帶通晶體管陣列器件，此方法分別利用P型與η型二維半導體材料共組裝的方法，在有氧化層的硅片上制作異質結構器件制成只在特定柵壓范圍內允許電流導通的場控帶通晶體管器件。
【發明內容】
[0004]本發明的主要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種利用二維半導體制作場控帶通晶體管陣列器件的方法，該方法分別利用P型與η型二維半導體材料共組裝的方法，在有氧化層的硅片上制作異質結構器件制成只在特定柵壓范圍內允許電流導通的場控帶通晶體管器件。
[0005]為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案:
[0006]本發明提供了一種利用二維半導體制作場控帶通晶體管陣列器件的方法，包括以下幾個步驟:
[0007]步驟1:取一片上有二氧化硅氧化層的硅片；
[0008]步驟2:在硅片上旋涂一層光刻膠；
[0009]步驟3:把涂有光刻膠的硅片置于熱臺上進行烘膠處理；
[0010]步驟4:平放烘膠后的硅片，并把光刻板輕輕壓在硅片上；在曝光光源下照射進行曝光處理；
[0011]步驟5:曝光后的硅片浸泡在顯影液中進行顯影處理，之后馬上用二次水沖洗干凈；
[0012]步驟6:利用真空熱蒸鍍儀在顯影出圖形的硅片上蒸鍍一層2-100nm厚氧化鎢；
[0013]步驟7:在CVD反應爐中讓氧化鎢與砸反應得到砸化鎢，溫度下降到常溫后取出；
[0014]步驟8:硅片浸泡在丙酮中以去除光刻膠以及多余的砸化鎢，使硅片上留有所需形狀的陣列砸化鎢薄片，之后從丙酮中取出并吹干；
[0015]步驟9:再在硅片上旋涂一層光刻膠并進行烘膠處理；
[0016]步驟10:平放烘膠后的硅片，在光刻機顯微鏡下對準，使光刻板中的圖案與步驟6中的氧化鎢圖案部分交疊，在曝光光源下照射進行曝光處理；
[0017]步驟11:曝光后的硅片浸泡在顯影液中進行顯影處理，之后馬上用二次水沖洗干凈；
[0018]步驟12:利用真空熱蒸鍍儀在顯影出圖形的硅片上蒸鍍一層2-100nm厚氧化錫；
[0019]步驟13:在CVD反應爐中讓氧化錫與硫反應得到硫化錫，溫度下降到常溫后取出；
[0020]步驟14:硅片浸泡在丙酮中以去除光刻膠以及多余的硫化錫，使硅片上留有所需形狀的砸化鎢-硫化錫陣列，之后從丙酮中取出并吹干；
[0021]步驟15:再在硅片上旋涂一層光刻膠并進行烘膠處理；
[0022]步驟16:平放烘膠后的硅片，在光刻機顯微鏡下對準，使光刻板中的圖案與步驟14中的砸化鎢-硫化錫陣列圖案部分交疊，在曝光光源下照射進行曝光處理；
[0023]步驟17:曝光后的硅片浸泡在顯影液中進行顯影處理，之后馬上用二次水沖洗干凈；
[0024]步驟18:利用真空熱蒸鍍儀在顯影出圖形的硅片上蒸鍍一層5-50nm厚金電極；
[0025]步驟19:硅片I浸泡在丙酮中以去除光刻膠以及多余的金薄膜，使硅片上留有所需形狀的砸化鎢-硫化錫陣列及與其聯通的金電極，之后從丙酮中取出并吹干;最終制得砸化鎢-硫化錫帶通晶體管陣列器件。
[0026]作為優選的技術方案，其中硅片表面二氧化硅厚度為10_350nm。
[0027]作為優選的技術方案，其中旋涂光刻膠的轉速為2000_4000rpm，烘膠處理溫度為100°C，時間為4min。
[0028]作為優選的技術方案，其中CVD爐從常溫升至設定溫度的時間為lOmin，并在設定溫度下恒溫5min，之后打開爐蓋使其自然冷卻至室溫。
[0029]作為優選的技術方案，步驟7具體為:
[0030]把硅片放入雙溫區CVD管式爐中，管子前端溫區放入砸單質，后端溫區放硅片，在5毫升/分鐘氬氣氣流下，同步把后端溫區從常溫升溫至650°C，前端溫區升溫至200°C使砸升華，反應使硅片上的氧化鎢薄片轉化成砸化鎢，溫度下降到常溫后取出。
[0031]作為優選的技術方案，步驟13具體為:
[0032]把硅片放入雙溫區CVD管式爐中，管子前端溫區放入硫單質，后端溫區放硅片，在5毫升/分鐘氬氣氣流下，同步把后端溫區從常溫升溫至650°C，前端溫區升溫至120°C使硫升華，反應使硅片上的氧化錫薄片轉化成硫化錫，溫度下降到常溫后取出。
[0033]作為優選的技術方案，所述步驟6中，氧化鎢的厚度為10nm。
[0034]作為優選的技術方案，所述步驟12中，氧化錫的厚度為10nm。
[0035]作為優選的技術方案，所述步驟18中，金電極的厚度為20nm。
[0036]本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果:
[0037]本發明介紹了一種制作場控帶通晶體管陣列器件的方法，該方法分別利用P型與η型二維半導體材料共組裝的方法，在有氧化層的硅片上制作異質結構器件制成只在特定柵壓范圍內允許電流導通的場控帶通晶體管器件，提供了一種解決過去晶體管器件中無法只在區域柵壓范圍內控制電流打開或關閉的方案。
【附圖說明】
[0038]圖1是本發明場控帶通晶體管陣列器件的示意圖。
[0039]圖2是本發明場控帶通晶體管陣列器件的轉移曲線測試結果示意圖。
[0040]附圖標號說明:I砸化媽;2 金電極；3 砸化媽與硫化錫交疊的部分；
4--娃片襯底;5--硫化錫。
【具體實施方式】
[0041]下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
[0042]實施例
[0043]如圖1所示，本實施例一種利用二維半導體制作場控帶通晶體管陣列器件的方法，具體包括下述方法:
[0044]步驟1:取一片上有二氧化硅氧化層的硅片(即圖1中所示的硅片襯底4);
[0045]步驟2:在硅片上旋涂一層光刻膠；
[0046]步驟3:把涂有光刻膠的硅片置于熱臺上進行烘膠處理；
[0047]步驟4:平放烘膠后的硅片，并把光刻板輕輕壓在硅片上；在曝光光源下照射進行曝光處理；
[0048]步驟5:曝光后的硅片浸泡在顯影液中進行顯影處理，之后馬上用二次水沖洗干凈；
[0049]步驟6:利用真空熱蒸鍍儀在顯影出圖形的硅片上蒸鍍一層2-100nm厚氧化鎢，，本實施例中氧化鎢的厚度為I Onm;
[0050]步驟7:把硅片放入雙溫區CVD管式爐中，管子前端溫區放入砸單質，后端溫區放硅片，在5毫升/分鐘氬氣氣流下，同步把后端溫區從常溫升溫至650°C，前端溫區升溫至200°C使砸升華，反應使硅片上的氧化鎢薄片轉化成砸化鎢I，溫度下降到常溫后取出；
[0051]步驟8:硅片浸泡在丙酮中以去除光刻膠以及多余的砸化鎢，使硅片上留有所需形狀的陣列砸化鎢薄