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专利号: 2016106306236
申请人: 天津理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具备场效应晶体管功能的透射电镜样品台载样区,其特征在于:包括探针区域和空白区域,其中空白区域没有晶体管,只是覆盖有SiO2为绝缘层的Si衬底,目的是为了方便夹取、移动载样区;探针区域包括不少于1个的探针,每个探针包括依次排列的不少于1个的场效应晶体管,每个场效应晶体管以Si为基底材料,SiO2作为绝缘层覆盖在Si基底层表面,栅极G位于Si基底层底部中心,源极S和漏极D位于SiO2绝缘层的上部,源极S与漏极D之间为沟道区,沟道区内放置待表征样品,该待表征样品既是要在源极和漏极间形成沟道的材料、也是被测试的材料,而源极、漏极和栅极即是对待表征样品进行测试的电极;所述源极、漏极和栅极的材料为Pt、Al、Cu、Au或多晶硅。

2.根据权利要求1所述具备场效应晶体管功能的透射电镜样品台载样区,其特征在于:

所述透射电镜样品台载样区为矩形,边长为1-15mm、厚度为0.1-2mm;Si基底层厚度为0.1-

2mm;SiO2绝缘层的厚度为10-1000nm;切割出的探针长度为载样区对应边长的1/3-2/3,剩余部分作为空白区域用于方便移、取载样区;探针上场效应晶体管的表面为边长为10-150μm的矩形;刻蚀后沉积的源极S、漏极D、栅极G的尺寸不超过50μm,深度不超过Si基底层或SiO2绝缘层的厚度;源极和漏极之间的沟道区宽度为0.1-70μm,源极和漏极之间的距离要大于沟道区宽度,以保证有氧化层覆盖在源极和漏极周围。

3.一种如权利要求1所述具备场效应晶体管功能的透射电镜样品台载样区的制备方法,其特征在于包括如下步骤:

1)在Si基底层上加热生长一层10-1000nm厚的SiO2绝缘层,形成覆盖有SiO2氧化层的Si片衬底;

2)用光刻和刻蚀将SiO2绝缘层刻蚀成源极图案和漏极图案,其中,源极图案和漏极图案之间的距离为0.1-70μm;

3)刻蚀出一排排的源极图案、漏极图案和栅极图案之间的空隙,其中相邻的一个源极图案、一个漏极图案和一个栅极图案为一组图案,每一组图案之间共同存在一个空隙,该空隙在源极图案和漏极图案之间,宽度为0.1-70μm,每一排电极占整个载样区边长的1/3-2/

3;

4)在源极图案、漏极图案和栅极图案上沉积金属电极,作为源极、漏极和栅极三个电极,制得载样区;

5)用金刚石锯将上述步骤4)中制得的载样区部分切割成探针,不含电极部分作为空白区域以方便移、取载样区;

6)将制得的上述探针通过超声波震荡或氧气等离子体的方法清洗后,制得透射电镜样品台载样区。