本發(fā)明涉及微電子領(lǐng)域，尤其是一種gan水平納米線電子器件制備方法。

背景技術(shù)：

場(chǎng)效應(yīng)晶體管是微電子領(lǐng)域的基本器件，金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管是一種可以廣泛使用在模擬電路與數(shù)字電路的場(chǎng)效晶體管。通過縮小晶體管的尺寸來提高芯片的工作速度和集成度、減小芯片功耗密度一直是微電子工業(yè)發(fā)展所追求的目標(biāo)。在過去幾十年里，微電子工業(yè)發(fā)展一直遵循摩爾定律。當(dāng)前，場(chǎng)效應(yīng)晶體管的物理柵長(zhǎng)已接近十幾納米，柵介質(zhì)也僅有幾個(gè)氧原子層厚，通過縮小傳統(tǒng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的尺寸來提高性能已面臨一些困難，這主要是因?yàn)樾〕叽缦露虦系佬?yīng)和柵極漏電流使晶體管的開關(guān)性能變化。

紫外探測(cè)技術(shù)在軍事和民用等方面應(yīng)用廣泛。在軍事上，導(dǎo)彈預(yù)警、制導(dǎo)、紫外通訊、生化分析等方面都有紫外探測(cè)的需求。在民用上，如明火探測(cè)、生物醫(yī)藥分析、臭氧監(jiān)測(cè)、海上油監(jiān)、太陽(yáng)照度監(jiān)測(cè)、公安偵查等。一直以來，高靈敏紫外探測(cè)多采用對(duì)紫外敏感的光電倍增管和類似的真空器件。紫外增強(qiáng)型硅光電二極管是固體探測(cè)器的代表。相對(duì)固體探測(cè)器而言，真空器件存在體積大、工作電壓高等缺點(diǎn)；而硅器件具有可見光響應(yīng)的特點(diǎn)在一些紫外應(yīng)用中會(huì)變成缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是：提供一種低成本、高性能gan水平納米線電子器件制備方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種gan水平納米線電子器件制備方法，包括有以下步驟：

將襯底放進(jìn)4:1的硫酸、雙氧水中浸泡4min，取出后用去離子水沖洗；將襯底放入丙酮溶液中80℃超聲清洗10min，然后再放入乙醇溶液中80℃超聲清洗10min，取出后用去離子水沖洗；

使用用真空鍍膜機(jī)在襯底表面鍍上金屬薄膜；

在hvpe生長(zhǎng)設(shè)備中，通過vls方法在蒸鍍有催化劑的襯底上生長(zhǎng)水平納米線；

將生長(zhǎng)有水平gan納米線的襯底放入王水中浸泡30s；

通過勻膠、前烘、后烘、曝光、顯影工序在生長(zhǎng)有水平gan納米線的襯底上光刻100*100mm的方形電極陣列；

使用真空鍍膜機(jī)在光刻好的襯底上蒸鍍金屬薄膜；

采用pecvd設(shè)備沉積厚度為2250?的sio2；

通過fib工藝在沉積有sio2的一根納米線頂部沉積金屬鉑，并引出金屬鉑連接至方形電極。

進(jìn)一步，所述襯底為藍(lán)寶石襯底。

進(jìn)一步，使用用真空鍍膜機(jī)在襯底表面鍍上金屬薄膜時(shí)，所述金屬薄膜為厚度2nm/2nm的ni/au。

進(jìn)一步，在hvpe生長(zhǎng)設(shè)備中，通過vls方法在蒸鍍有催化劑的襯底上生長(zhǎng)水平納米線，生長(zhǎng)條件為：溫度為850℃，gacl流量為10sccm，nh3流量為100sccm，時(shí)間為4min。

進(jìn)一步，使用真空鍍膜機(jī)在光刻好的襯底上蒸鍍金屬薄膜時(shí)，所述金屬薄膜為厚度50nm/300nm的ni/au。

進(jìn)一步，采用pecvd設(shè)備沉積厚度為2250?的sio2的條件為：溫度為300℃，壓力為600mtorr，n2o流量為1000sccm，sih4流量為500sccm，he流量為25sccm，n2流量為475sccm。

本發(fā)明的有益效果是：通過在襯底上直接生長(zhǎng)水平gan納米線，其與襯底粘結(jié)性強(qiáng)，同時(shí)將納米線結(jié)構(gòu)紫外探測(cè)器和納米線場(chǎng)效應(yīng)管集成在一起，無(wú)需轉(zhuǎn)移納米線，避免納米線在轉(zhuǎn)移過程中的破損或折斷，不僅增強(qiáng)器件性能穩(wěn)定性，同時(shí)減少材料缺陷，縮小器件尺寸，提高應(yīng)用范圍。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法步驟流程圖；

圖2為本發(fā)明制備第一階段示意圖；

圖3為本發(fā)明制備第二階段示意圖；

圖4為本發(fā)明制備第三階段示意圖；

圖5為本發(fā)明制備第四階段示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明：

參照?qǐng)D1，一種gan水平納米線電子器件制備方法，包括有以下步驟：

將襯底放進(jìn)4:1的硫酸、雙氧水中浸泡4min，取出后用去離子水沖洗；將襯底放入丙酮溶液中80℃超聲清洗10min，然后再放入乙醇溶液中80℃超聲清洗10min，取出后用去離子水沖洗；

使用用真空鍍膜機(jī)在襯底表面鍍上金屬薄膜；

在hvpe生長(zhǎng)設(shè)備中，通過vls方法在蒸鍍有催化劑的襯底上生長(zhǎng)水平納米線；

將生長(zhǎng)有水平gan納米線的襯底放入王水中浸泡30s；

通過勻膠、前烘、后烘、曝光、顯影工序在生長(zhǎng)有水平gan納米線的襯底上光刻100*100mm的方形電極陣列；

使用真空鍍膜機(jī)在光刻好的襯底上蒸鍍金屬薄膜；

采用pecvd設(shè)備沉積厚度為2250?的sio2；

通過fib工藝在沉積有sio2的一根納米線頂部沉積金屬鉑，并引出金屬鉑連接至方形電極。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述襯底為藍(lán)寶石襯底。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，使用用真空鍍膜機(jī)在襯底表面鍍上金屬薄膜時(shí)，所述金屬薄膜為厚度2nm/2nm的ni/au。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，在hvpe生長(zhǎng)設(shè)備中，通過vls方法在蒸鍍有催化劑的襯底上生長(zhǎng)水平納米線，生長(zhǎng)條件為：溫度為850℃，gacl流量為10sccm，nh3流量為100sccm，時(shí)間為4min。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，使用真空鍍膜機(jī)在光刻好的襯底上蒸鍍金屬薄膜時(shí)，所述金屬薄膜為厚度50nm/300nm的ni/au。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，采用pecvd設(shè)備沉積厚度為2250?的sio2的條件為：溫度為300℃，壓力為600mtorr，n2o流量為1000sccm，sih4流量為500sccm，he流量為25sccm，n2流量為475sccm。

本發(fā)明的一具體實(shí)施例可參照?qǐng)D2-4：

將襯底放進(jìn)4:1的硫酸、雙氧水中浸泡4min，取出后用去離子水沖洗；將襯底放入丙酮溶液中80℃超聲清洗10min，然后再放入乙醇溶液中80℃超聲清洗10min，取出后用去離子水沖洗；

使用真空鍍膜機(jī)在襯底表面鍍上金屬薄膜；

在氫化物氣相外延（hvpe，hydridevaporphaseepitaxy）生長(zhǎng)設(shè)備中，通過vls（vaporliquidsolid）方法在蒸鍍有au/ni催化劑的襯底上生長(zhǎng)水平納米線；

將生長(zhǎng)有水平gan納米線2的襯底1放入王水中浸泡30s，去除殘余的金屬，其結(jié)構(gòu)如圖2所示；

通過勻膠、前烘、后烘、曝光、顯影工序在生長(zhǎng)有水平gan納米線的襯底上光刻100*100mm的方形電極陣列。如圖2所示的具體實(shí)施例中，包括有兩根納米線21、22，方形電極陣列中的兩個(gè)方形電極分別設(shè)置連接至兩根納米線的兩端，如圖3所示，水平gan納米線兩端各有一個(gè)方形電極3、4。

使用真空鍍膜機(jī)在光刻好的襯底上蒸鍍金屬薄膜；

采用pecvd設(shè)備沉積厚度為2250?的sio2，sio2層6如圖4所示；

如圖5所示，通過聚焦離子束（fib,focusedionbeam）工藝在沉積有sio2的一根納米線，參照?qǐng)D2中納米線22，其頂部沉積金屬鉑7，并引出金屬鉑7連接至另一個(gè)方形電極，即圖3所示的方形電極5，作為納米線場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，該納米線的兩端連接的方形電極分別作為納米線場(chǎng)效應(yīng)管的漏源電極；而如圖5所示的另一根納米線，參照?qǐng)D2中納米線21，其作為納米線紫外探測(cè)器的部分。在具體的制備過程中，針對(duì)不同的器件可采用不同的結(jié)構(gòu)，具體到方形電極陣列中每個(gè)方形電極的連接方式可根據(jù)實(shí)際情況而定。

本發(fā)明方法制備的一維的納米結(jié)構(gòu)具有比表面積大、單晶結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，因此一維納米結(jié)構(gòu)成為構(gòu)造新型納米光電器件的構(gòu)筑單元。高晶體質(zhì)量的一維gan納米線具有高載流子遷移率、高熱和化學(xué)穩(wěn)定性。相對(duì)于薄膜結(jié)構(gòu)，一維納米結(jié)構(gòu)具有更少的缺陷，材料質(zhì)量更好，并且對(duì)光具有防反射作用，故一維gan納米材料制作而成的紫外探測(cè)器和場(chǎng)效應(yīng)管性能更優(yōu)越；同時(shí)，由于在制備過程中，利用氫化物氣相外延生長(zhǎng)設(shè)備通過vls方法生長(zhǎng)gan納米線速率達(dá)到1um/min，生長(zhǎng)速率遠(yuǎn)高于mocvd、mbe等昂貴設(shè)備，從而降低成本。

以上是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可以作出種種的等同變換或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。