[发明专利]一种制备P型Si₃N₄纳米线场效应管的方法无效

申请号：	201110020843.4	申请日：	2011-01-19
公开（公告）号：	CN102148161A	公开（公告）日：	2011-08-10
发明（设计）人：	陈友强;张新霓	申请（专利权）人：	青岛大学
主分类号：	H01L21/336	分类号：	H01L21/336;H01L21/28
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地址：	266071 山***	国省代码：	山东;37
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摘要：
搜索关键词：	一种制备 si sub 纳米场效应方法
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【说明书】：

技术领域

本发明涉及一种制备P型Si₃N₄纳米线场效应管的方法，属于材料制备技术领域。

技术背景

哈佛大学科学家Lieber教授认为：“一维体系是可用于电子有效传播及光激发的最小维度结构，因此可能成为实现纳米器件集成与功能的关键”。所以基于一维纳米结构的器件的研发已成为全球科技的研究热点和焦点。场效应晶体管，由于其在微电子工业中的重要性，又成为研究一维纳米结构电输运性能的主要器件之一，因为它的纳米结构赋予了其场效应晶体管更为优异的性能。

低维Si₃N₄材料具有重量轻、强度高、热冲击和抗氧化能力良好的特点，因而在很多的工业领域有着很广泛的应用，同时它也是一种宽带隙半导体材料(～5.3eV)，所以一维Si₃N₄纳米材料的研究受到普遍关注。众所周知，在半导体中有选择性的掺杂各种元素对于调控其电学、光学以及磁学性质是一种有效的方法，这对半导体的实际应用是至关重要的作用。比如Lee等人测试了掺硼纳米硅线的电学性能，发现硅线掺硼后电导性有了很大的提高。Munakata等人通过对Si₃N₄单晶体进行Al掺杂，发现可将其能带从5.3eV降低到2.4eV。

据文献报道，没有掺杂的Si₃N₄的电阻非常大，一般只能用作绝缘介质材料，而本发明通过原位掺杂Al，大大降低了Si₃N₄纳米线的电阻值，提高了其输电性能，并实现了P型Si₃N₄纳米线场效应管的制备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种制备基于Si₃N₄纳米线的P型场效应管的新方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该P型Si₃N₄纳米线场效应管的制备方法包括以下具体步骤：

(1)聚硅氮烷和硝酸铝的混合物热交联固化和粉碎；

(2)将粉碎得到的粉末置于Al₂O₃坩埚的底部，在其上方放置C(碳)基板；

(3)将Al₂O₃坩埚置于气氛烧结炉中，在N₂气氛保护下于1200～1550℃范围内进行高温热解，保温5～120min；

(4)随炉冷却至室温，由此可在C基板上得到原位掺杂Al的Si₃N₄纳米线；

(5)将得到的原位掺杂Al的Si₃N₄纳米线分散在乙醇溶液里，将此悬浮液旋涂在有氧化层的硅片上，采用光刻-蒸镀-剥离工艺在Si₃N₄纳米线两端分别制作源电极和漏电极，硅衬底作背栅极。

所述步骤(1)中，聚硅氮烷和硝酸铝的混合物热交联在气氛烧结炉中进行，工艺为260℃热解保温30～120min，保护气体为Ar或N₂，然后球磨粉碎。

所述步骤(1)中，硝酸铝含量是聚硅氮烷质量分数的0.01％～10％。

所述步骤(3)中，所采用的气氛烧结炉为石墨电阻气氛烧结炉。