专利名称：实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定位方法
技术领域：
本发明涉及化合物半导体器件技术领域，特别是指一种采用十字Marker实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定位方法。
背景技术：
纳米线(包括纳米管)是目前纳米科技和凝聚态物理研究中最为前沿的课题之一。它们具有优越的物理性能，是构造纳米尺度元器件如激光器、传感器、场效应晶体管、发光二极管、逻辑线路、自旋电子器件以及量子计算机等的结构单元。
尤其是半导体纳米线，它不仅能用于基本构件，还可以用来连接各种纳米器件。通过对半导体纳米线的深入研究，可望在单一纳米线上制备具有复杂功能的电子、光子和自旋信息处理器件。
另外，从纳米线和纳米颗粒出发可合成丰富多彩的各种复合纳米材料。通过原子尺度上的性能设计和结构控制，这些复合纳米材料将具有优异的物理和化学性能，在电子材料、磁性材料、光学材料、催化剂材料等方面有广阔的应用前景。
在这其中，ZnO NW FET由于其独特的性能，近几年来受到了国际上广泛的关注。ZnONWFET是一种利用ZnO纳米线作为沟道来实现的场效应管，在压电效应，光学效应，电磁，化学传感等反面均有潜在的广泛应用。
目前来说，ZnO纳米线场效应晶体管制作的难点主要集中在纳米线的沉积与固定。在器件制作过程中，出现了纳米线沉积到P型Si片衬底后无法精确定位，从而无法实现后续场效应晶体管制备中的版图套准的问题，进而无法确保源漏金属能够与ZnO纳米线沟道形成欧姆接触。
发明内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定位方法，以解决纳米线沉积到P型Si片衬底后无法精确定位，从而无法实现后续场效应晶体管制备中的版图套准的问题，确保源漏金属能够与ZnO纳米线沟道形成欧姆接触。
(二)技术方案为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定位方法，该方法包括在场效应管衬底上采用正性光刻胶和十字阳版光刻，显影形成按
照一定规律排列的十字；
蒸发Ti/Au形成金属十字Marker以及十字两侧的队列标记；采用超声乙醇水解法将ZnO纳米线从原生长衬底上剥离；采用滴管将包含ZnO纳米线的液滴滴入所述金属十字Marker中
央，利用十字marker和两侧的队列标记定位出纳米线所在的位置。优选地，所述ZnO纳米线采用中科大的ZnO纳米线，长度大于
30,， 宽度小于l,。
优选地，所述ZnO纳米线的长宽比大于30: 1。
优选地，所述场效应管衬底由P型Si衬底及其上面生长的一层厚
度为2000至4000埃的Si02介质构成。
优选地，所述在场效应管衬底上采用正性光刻胶和十字阳版光刻，
显影形成按照一定规律排列的十字的步骤包括
在P型Si衬底上面生长一层厚度为2000至4000A的Si02介质，
涂5214反转胶，3500转/分，涂1.6nm;前烘IO(TC，烘50至70秒，
RIE打底胶；
对已经涂好5214反转胶的片子用十字阳版进行光刻，显影形成按照一定规律排列的十字。
优选地，所述蒸发Ti/Au形成金属十字Marker的步骤中，金属Ti的厚度为300A，金属Au的厚度为1000A。优选地，所述采用超声乙醇水解法将ZnO纳米线从原生长衬底上剥离的步骤包括将原生长ZnO纳米线的玻璃衬底放在乙醇中经过超声波降解，降解后ZnO纳米线大部分从原玻璃衬底脱离并分散在乙醇溶液中。
优选地，该方法在实现将ZnO纳米线沉积在该场效应管衬底上之后进一步蒸发掉乙醇，实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定位。
(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果
1、 本发明提供的这种实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定位方法，实现了 ZnO纳米线从原玻璃衬底到场效应管衬底的沉积和定位，解决了 ZnO纳米线上沉积到器件衬底后的杂乱排列的问题，实现了纳米线的精确定位。
2、 本发明提供的这种实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定位方法，为后续的源漏及栅极制备提供了一种对准依据，实现了整个场效应晶体管的制备工艺流程。
3、 本发明提供的这种实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定位方法，工艺简单易于施行，有效地节省了制作成本。
4、 本发明提供的这种实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定位方法，为ZnO场效应晶体管制备提供了一种有效的对准办法，为准一维场效应晶体管实现功能奠定了基础。
图1为本发明提供的实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定位方法流程图2为本发明提供的实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定位工艺流程图3为本发明采用的十字marker工艺中所用ZnO纳米线的照片；图4为本发明采用的十字marker工艺中所使用的十字marker的示意6图5为本发明采用的十字marker工艺中衬底上的纳米线定位的示
意图
图6为本发明采用的十字marker工艺中场效应晶体管的制备版图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
一般的ZnO纳米线场效应晶体管制备过程中，需要将ZnO纳米线从自身生长衬底上面剥离下来沉积到P型Si衬底上面，而在器件制备过程中，ZnO纳米线必须精确的沉积在衬底上固定的位置，我们采用在P型Si衬底上面光刻一版十字标记，采用5214反转胶，阳版光刻反转，形成光刻胶十字，蒸发Ti(300A)/Au(1000A),形成金属Marker,如图5所示，将富含纳米线的液滴用滴管滴到器件衬底上面，反复用显微镜观察，直到纳米线进入十字Marker中央，利用十字marker和两侧的队列标记定出纳米线所在的位置，然后与后续器件源漏及栅氧制备版图套准，那么便实现了ZnO纳米线沟道的套准工作。从而实现了整个纳米线在工艺流程中的定位及固定。
本发明在制作过程中，由于工艺条件的影响，为了实现ZnO纳米线沉积到场效应晶体管衬底，拟在场效应晶体管衬底上面制备十字标记，采用乙醇水解的办法使ZnO纳米线与其生长本征衬底脱落，利用滴管使纳米线随机分布在器件衬底上，利用十字Marker&队列标记对纳米线进行定位，为下一步进行ZnO纳米线场效应晶体管的制备奠定^石出。
本发明采用在衬底上涂一层正性光刻胶，用十字阳版光刻显影成按照一定规律排列的十字，蒸发Ti/Au，采用滴管将纳米线滴到布满十字的衬底上面，反复观察显微镜，直到，纳米线处于十字marker中央，就实现了在衬底上按一定方向排列和固定位置的ZnO纳米线，为高成品率的ZnO纳米线场效应晶体管的制备奠定了基础。
如图1所示，图1为本发明提供的实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定位方法流程图，该方法包括步骤101:在场效应管衬底上采用正性光刻胶和十字阳版光刻，显影形成按照一定规律排列的十字；
步骤102:蒸发Ti/Au形成金属十字Marker以及十字两侧的队列标记；
步骤103:采用超声乙醇水解法将ZnO纳米线从原生长衬底上剥
离；
步骤104:采用滴管将包含ZnO纳米线的液滴滴入所述金属十字Marker中央，利用十字marker和两侧的队列标记定位出纳米线所在的位置。
上述ZnO纳米线采用中科大的ZnO纳米线，长度大于30pm，宽度小于lpm。 一般情况下，ZnO纳米线的长宽比大于30: 1。 ZnO纳米线的示意图如图3所示。
上述场效应管衬底由P型Si衬底及其上面生长的一层厚度为2000至4000埃的Si02介质构成。
上述步骤101包括在P型Si衬底上面生长一层厚度为2000至4000A的Si02介质，涂5214反转胶，3500转/分，涂1.6,;前烘100°C，烘50至70秒，RIE打底胶；对已经涂好5214反转胶的片子用十字阳版进行光刻，显影形成按照一定规律排列的十字。
上述蒸发Ti/Au形成金属十字Marker的步骤中，金属Ti的厚度为300A，金属Au的厚度为1000A。所述金属十字Marker的示意图如图4所示。
上述步骤103包括将原生长ZnO纳米线的玻璃衬底放在乙醇中经过超声波降解，降解后ZnO纳米线大部分从原玻璃衬底脱离并分散在乙醇溶液中。
该方法在步骤104之后进一步蒸发掉乙醇，实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定位。
另外，图6示出了本发明采用的十字marker工艺中场效应晶体管的制备版图。
下面结合附图来对这个十字marker的方法进行说明，如图2所示，图2为本发明提供的实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定位工艺流程图，具体包括以下步骤
步骤1、在P型Si衬底上面生长一层厚度为2000至4000A的Si02介质，涂反转胶(例如5214)， 3500转/分，涂1,6)im。前烘100°C，烘50至70秒，RIE打底胶。
步骤2、对己经涂好胶的片子用十字阳版进行光刻，显影后蒸发Ti(300A) /Au(1000A)形成金属十字marker。
步骤3、把原生长ZnO纳米线与衬底放在乙醇中经过超声波降解，降解后ZnO纳米线大部分从原玻璃衬底脱离并分散在乙醇溶液中，采用滴管实现纳米线到场效应晶体管衬底的沉积。
步骤4、将ZnO纳米线沉积到衬底上面，反复显微镜观察，直到有纳米线进入十字marker中央为止，记下位置。
本发明具有成效明显，工艺简单易行，经济适用和可靠性强的优点，容易在微波、毫米波化合物半导体器件制作中采用和推广。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定位方法，其特征在于，该方法包括在场效应管衬底上采用正性光刻胶和十字阳版光刻，显影形成按照一定规律排列的十字；蒸发Ti/Au形成金属十字Marker以及十字两侧的队列标记；采用超声乙醇水解法将ZnO纳米线从原生长衬底上剥离；采用滴管将包含ZnO纳米线的液滴滴入所述金属十字Marker中央，利用十字marker和两侧的队列标记定位出纳米线所在的位置。
2、 根据权利要求1所述的实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定 位方法，其特征在于，所述ZnO纳米线采用中科大的ZnO纳米线，长 度大于3(Vm，宽度小于l(im。
3、 根据权利要求2所述的实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定 位方法，其特征在于，所述ZnO纳米线的长宽比大于30: 1。
4、 根据权利要求1所述的实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定 位方法，其特征在于，所述场效应管衬底由P型Si衬底及其上面生长 的一层厚度为2000至4000埃的Si02介质构成。
5、 根据权利要求1所述的实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定 位方法，其特征在于，所述在场效应管衬底上采用正性光刻胶和十字 阳版光刻，显影形成按照一定规律排列的十字的步骤包括在P型Si衬底上面生长一层厚度为2000至4000A的Si02介质， 涂5214反转胶，3500转/分，涂1.6pm;前烘100。C，烘50至70秒，RIE打底胶；对已经涂好5214反转胶的片子用十字阳版进行光刻，显影形成按 照一定规律排列的十字。
6、 根据权利要求1所述的实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定 位方法，其特征在于，所述蒸发Ti/Au形成金属十字Marker的步骤中， 金属Ti的厚度为300A，金属Au的厚度为1000A。
7、 根据权利要求1所述的实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定位方法，其特征在于，所述采用超声乙醇水解法将ZnO纳米线从原生 长衬底上剥离的步骤包括将原生长ZnO纳米线的玻璃衬底放在乙醇中经过超声波降解，降 解后ZnO纳米线大部分从原玻璃衬底脱离并分散在乙醇溶液中。
8、根据权利要求1所述的实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定 位方法，其特征在于，该方法在实现将ZnO纳米线沉积在该场效应管 衬底上之后进一步蒸发掉乙醇，实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定 位。
全文摘要
本发明公开了一种实现ZnO纳米线到场效应管衬底的定位方法，该方法包括在场效应管衬底上采用正性光刻胶和十字阳版光刻，显影形成按照一定规律排列的十字；蒸发Ti/Au形成金属十字Marker以及十字两侧的队列标记；采用超声乙醇水解法将ZnO纳米线从原生长衬底上剥离；采用滴管将包含ZnO纳米线的液滴滴入所述金属十字Marker中央，利用十字marker和两侧的队列标记定位出纳米线所在的位置。利用本发明，实现了ZnO纳米线从原玻璃衬底到场效应管衬底的沉积和定位，解决了ZnO纳米线上沉积到器件衬底后的杂乱排列的问题，实现了纳米线的精确定位。
文档编号H01L21/335GK101552205SQ20081010325
公开日2009年10月7日 申请日期2008年4月2日 优先权日2008年4月2日
发明者付晓君, 张海英, 徐静波, 明 黎 申请人:中国科学院微电子研究所