本發(fā)明屬于半導體領域，具體涉及一種柔性高電子遷移率晶體管、其制備方法和應用。

背景技術：

1、隨著半導體器件制備工藝提升和集成電路工藝的發(fā)展，對亞毫米波和太赫茲單片集成電路的需求日益增加，無線通信、射電望遠鏡、衛(wèi)星遙感和醫(yī)療生物成像等領域正逐漸進入高頻時代。其中，磷化銦(inp)材料電子遷移率較高、飽和漂移速度大、載流子面密度大的特性，利用柵極、源極、漏極等工藝技術可制成磷化銦基底場效應晶體管，如異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管、金屬-氧化物半導體場效晶體管、高電子遷移率晶體管等。磷化銦基高電子遷移率晶體管具有高截止頻率、高增益、低噪聲、低功耗、高帶寬等特性，在高速集成電路方面、衛(wèi)星通信、射電天文學、高分辨率成像陣列、低溫電子信息、生物醫(yī)療成像領域有重要應用。

2、柔性電子器件根據(jù)基本結(jié)構(gòu)和用途，柔性電子器件可分為柔性電池、柔性傳感器、柔性顯示器、柔性電路和柔性發(fā)光二極管等。近年來，在低維納米結(jié)構(gòu)和材料的快速發(fā)展的推動下，柔性/可拉伸電子器件可應用的場景更加靈活，已經(jīng)得到了廣泛的應用。柔性電子技術可以兼容多種基材上，生產(chǎn)出更薄、更靈活。柔性電子器件。其體積小、高度的可拉伸性和適應性使得它們非常適用于醫(yī)療、軍事、航空、汽車等領域。柔性電子器件制備工藝的進步正逐步引導著后摩爾時代的小型化、智能化、集成化的發(fā)展道路。但是，無機柔性電子器件的制備工藝比有機柔性電子器件更加復雜和困難，由于材料結(jié)構(gòu)一般在高溫條件下(>300℃)制備得到，無法直接在不耐高溫的柔性薄膜上制備，因此需要先在無機襯底上制備，再將柔性電子器件剝離出無機襯底，轉(zhuǎn)移到柔性薄膜襯底上。常用的柔性電子器件制備方法是先在無機電子器件表面鍵合臨時襯底，然后通過化學腐蝕/機械剝離等方法去除無機襯底，最后轉(zhuǎn)移到柔性襯底上。

3、由此，如何獲得柔性高電子遷移率晶體管結(jié)構(gòu)，且還具有良好的功能，不受襯底尺寸的限制，成為目前亟待解決的難題。

技術實現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的缺陷，提供一種柔性高電子遷移率晶體管、其制備方法和應用。本發(fā)明將磷化銦基高電子遷移率晶體管與柔性襯底結(jié)合，制得一種高截止頻率的、可彎曲的柔性磷化銦基高電子遷移率晶體管，并且提供了inp襯底可二次使用的制備方法。本發(fā)明的制備方法更加簡便，為柔性襯底上半導體微電子器件產(chǎn)業(yè)化，提供了一種有效、可行、低成本的方案，有利于推進柔性無機微電子器件的發(fā)展。

2、在闡述本
技術實現(xiàn)要素：
之前，定義本文中所使用的術語如下：

3、術語“mbe”是指：分子束外延，英文名為molecular?beam?epitaxy。

4、術語“mocvd”是指：金屬有機化合物化學氣相沉積，英文名為metal-organicchemical?vapor?deposition。

5、術語“pecvd”是指：等離子體增強型化學氣相沉積，英文名為plasma?enhancedchemical?vapor?deposition。

6、術語“icp-pecvd”是指：電感耦合增強型等離子沉積，英文名為inductivelycoupled?plasma-plasma?enhanced?chemical?vapor?deposition。

7、術語“rie”是指：反應離子刻蝕，英文名為reactive?ion?etching。

8、術語“icp-rie”是指：電感耦合等離子體反應離子刻蝕，英文名為inductivelycoupled?plasma?reactive?ion?etching。

9、術語“ald”是指：原子層沉積，英文名為atomic?layer?deposition。

10、術語“pdms”是指：聚二甲基硅氧烷，英文名為polydimethylsiloxane。

11、術語“n型”是指：以電子導電為主的半導體為n型半導體。

12、術語“p型”是指：以空穴導電為主的半導體成為p型半導體。

13、術語“δ摻雜”是值摻入半導體內(nèi)的雜質(zhì)原子僅限制在一層或幾層半導體原子平面內(nèi)，通常用數(shù)學上的δ函數(shù)來描述這種雜質(zhì)分布。

14、術語“inp”是指：磷化銦，英文名為indium?phosphide。

15、術語“zep”是指一種苯乙烯甲基丙烯酸酯基的電子束正膠。

16、術語“pmgi”是指一種以聚二甲基戊二酰亞胺為主要成分的電子束正膠。

17、術語“mma”是指一種以異丁烯酸甲酯為主要成分的電子束正膠。

18、術語“maa”是指一種以甲基丙烯酸為主要成分的電子束正膠。

19、術語“pmma”是指一種以聚甲基丙烯酸甲酯為主要成分的電子束正膠，英文名為polymethyl?methacrylate。

20、術語“uv?！笔侵敢环N以4-羥基苯乙烯和丁基丙烯酸酯的共聚物為主要成分的電子束化學放大膠。

21、術語“pet”是指：聚對苯二甲酸乙二醇酯，英文名為polyethylene?glycolterephthalate。

22、術語“pen”是指：聚萘二甲酸乙二醇酯，英文名為polyethylene?naphtholate。

23、術語“peek”是指：聚醚醚酮，英文名為polyetheretherketone。

24、術語“pdms”是指：聚二甲基硅氧烷，英文名為polydimethylsiloxane。

25、術語“pc”是指：聚碳酸酯，英文名為polycarbonate。

26、術語“pes”是指：聚醚砜，英文名為polyether?sulfone。

27、術語“par”是指：polyacrylate,聚芳脂，英文名為polyacrylate。

28、術語“pi”是指：聚酰亞胺，英文名為polyamide。

29、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供了一種柔性高電子遷移率晶體管，所述柔性高電子遷移率晶體管包括自下而上依次設置的：

30、柔性襯底；

31、n型緩沖層；

32、n型溝道層；

33、n型隔離層；

34、δ摻雜層；

35、肖特基勢壘層；

36、腐蝕截止層；

37、n型帽層；

38、金屬源極電極、金屬漏極電極；

39、金屬柵電極；和

40、鈍化層。

41、根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性高電子遷移率晶體管，其中，所述柔性高電子遷移率晶體管為磷化銦基的晶體管，并且：

42、所述n型緩沖層的材料選自以下一種或多種：inalas、gaas、algaas，優(yōu)選為inalas或algaas，最優(yōu)選為inalas；

43、所述n型溝道層的材料選自以下一種或多種：ingaas、inalas、inas、insb，優(yōu)選選自以下一種或多種：ingaas、inalas、insb，更優(yōu)選為ingaas或inalas；

44、所述n型隔離層的材料選自以下一種或多種：inalas、alsb、alas，優(yōu)選為alsb或inalas，最優(yōu)選為inalas；

45、所述δ摻雜層的材料選自以下一種或多種：si、sic、sige，優(yōu)選為si或sige，最優(yōu)選為si；

46、所述肖特基勢壘層的材料選自以下一種或多種：inalas、inalsb、alsb、alas、inalassb，優(yōu)選選自以下一種或多種：inalas、inalassb、alsb，最優(yōu)選為inalas；

47、所述腐蝕截止層的材料選自以下一種或多種：inp、gaas、ingap、algainp，優(yōu)選選自以下一種或多種：inp、gaas、ingap，更優(yōu)選為inp或gaas；

48、所述n型帽層的材料選自以下一種或多種：inalas、ingaas、inas、gasb，優(yōu)選選自以下一種或多種：inalas、ingaas、inas，更優(yōu)選為inalas或ingaas；

49、所述金屬源極電極和所述金屬漏極電極的材料選自以下一種或多種：ti/au、ti/pt/au、ni/ge/au，優(yōu)選選自以下一種或多種：ti/au、ti/pt/au、ni/ge/au，更優(yōu)選為ti/au或ti/pt/au；

50、所述金屬柵電極的材料選自以下一種或多種：ti/au、ti/pt/au、ni/ge/au、ni/au、ni/ge/au/ge/ni、augeniau，優(yōu)選選自以下一種或多種：ti/au、ti/pt/au、ni/ge/au，更優(yōu)選為ti/au或ti/pt/au；和/或

51、所述鈍化層的材料選自以下一種或多種：al2o3、sixny、sio2，優(yōu)選為al2o3或sixny；其中，所述x，優(yōu)選滿足2＜x＜4，更優(yōu)選滿足3≤x＜4，最優(yōu)選滿足x為3；所述y優(yōu)選滿足3＜y＜5，更優(yōu)選滿足4≤y＜5，最優(yōu)選滿足y為4。

52、根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性高電子遷移率晶體管，其中，

53、所述柔性襯底的材料選自以下一種或多種：塑料襯底、金屬薄膜襯底、超薄玻璃襯底、紙質(zhì)襯底、生物復合薄膜襯底，優(yōu)選選自以下一種或多種：塑料襯底、金屬薄膜襯底、超薄玻璃襯底，更優(yōu)選為塑料襯底或金屬薄膜襯底；

54、所述金屬柵電極的形狀選自以下一種或多種：t型、y型、γ型，優(yōu)選為t型或y型，最優(yōu)選為t型；

55、所述金屬源極電極和所述金屬漏極電極位于所述金屬柵電極的兩側(cè)，且不相連；和/或

56、所述金屬柵電極位于柵槽內(nèi)，其底面與所述腐蝕截止層的表面相連形成肖特基接觸；

57、優(yōu)選地，所述柵槽通過腐蝕或刻蝕所述n型帽層在空間上隔開形成。

58、根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性高電子遷移率晶體管，其中，

59、所述塑料襯底的材料選自以下一種或多種：半結(jié)晶熱塑性聚合物、非結(jié)晶聚合物、非結(jié)晶高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度聚合物，優(yōu)選選自以下一種或多種：半結(jié)晶熱塑性聚合物、非結(jié)晶聚合物、非結(jié)晶高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度聚合物；和/或

60、所述金屬薄膜襯底的材料底選自以下一種或多種：銅、鋁、鐵、鉬銅、鎢銅、鉻銅，優(yōu)選選自以下一種或多種：鉬銅、鎢銅、鉻銅；

61、優(yōu)選地，所述半結(jié)晶熱塑性聚合物選自以下一種或多種：pet、pen、peek、pdms，更優(yōu)選選自以下一種或多種：pet、peek、pdms，進一步優(yōu)選為pet或pdms；

62、優(yōu)選地，所述非結(jié)晶聚合物為pc或pes非結(jié)晶熱塑性塑料，最優(yōu)選為pes非結(jié)晶熱塑性塑料；和/或

63、優(yōu)選地，所述非結(jié)晶高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度聚合物為par或pi。

64、本發(fā)明的第二方面提供了制備第一方面所述的柔性高電子遷移率晶體管的方法，所述方法包括以下步驟：

65、(1)制備外延片晶圓并進行臺面隔離；

66、(2)制備金屬源極電極和金屬漏極電極；

67、(3)電子束曝光確定柵電極金屬的形貌和尺寸；

68、(4)將金屬源極電極和金屬漏極電極下方的n型帽層在空間上隔離開并形成柵槽；

69、(5)通過電子束蒸發(fā)方法自下而上沉積柵電極金屬，并在柵電極金屬沉積完成后進行金屬剝離、光刻膠去除；

70、(6)鈍化層沉積；

71、(7)在金屬源極電極、金屬漏極電極和金屬柵電極分別進行金屬布線和金屬板極搭接；

72、(8)將步驟(7)制得的器件單元轉(zhuǎn)移到柔性襯底上，即得所述的柔性高電子遷移率晶體管。

73、根據(jù)本發(fā)明第二方面的方法，其中，

74、所述步驟(1)中包括：在可回收襯底上依次外延生長：犧牲層，緩沖層、n型溝道層、n型隔離層、δ摻雜層、肖特基勢壘層、腐蝕截止層，n型帽層，得到所述外延片晶圓，并通過臺面隔離，將可回收襯底上的外延層分隔為互不導通的臺面；

75、所述步驟(2)中包括：在所述n型帽層上制備所述金屬源極電極和所述金屬漏極電極的圖形掩膜，并沉積金屬形成歐姆接觸，即得所述金屬源極電極和金屬漏極電極；

76、所述步驟(3)中包括：在所述n型帽層和所述金屬源極電極和所述金屬漏極電極上生長硬掩膜層，然后在所述硬掩膜層旋涂電子束膠后進行電子束曝光、顯影；

77、所述步驟(5)中：所述柵電極金屬的厚度為10nm～800nm，優(yōu)選為15nm～700nm，更優(yōu)選為20nm～600nm；

78、所述步驟(6)中：所述鈍化層的沉積厚度為50nm～300nm，優(yōu)選為80nm～200nm，最優(yōu)選為100nm；和/或

79、所述步驟(7)中：所述金屬布線和金屬板極的金屬選自以下一種或多種：au、ti/au、ti/pt/au、ni/ge/au、ni/au，優(yōu)選選自以下一種或多種：au、ti/au、ti/pt/au，更優(yōu)選為au或ti/au；

80、優(yōu)選地，所述步驟(1)中：所述臺面隔離的方法選自以下一種或多種：光刻、激光直寫、電子束曝光、濕法腐蝕、rie、icp-rie，更優(yōu)選選自以下一種或多種：濕法腐蝕、rie、icp-rie，最優(yōu)選為濕法腐蝕；

81、優(yōu)選地，所述步驟(2)中：所述生長金屬的方法選自以下一種或多種：光刻、電子束蒸發(fā)、金屬剝離、物理氣相沉積、化學氣相沉積、激光直寫、電子束曝光、濺射、ald，優(yōu)選選自以下一種或多種：光刻、電子束蒸發(fā)、金屬剝離，更優(yōu)選選自以下一種或多種：光刻、電子束蒸發(fā)、金屬剝離；所述圖形掩膜的制備方法選自以下一種或多種：紫外曝光、激光直寫、電子束曝光，優(yōu)選為紫外曝光或激光直寫，最優(yōu)選為紫外曝光；所述金屬源極電極和金屬漏極電極的厚度不小于50nm，優(yōu)選為不小于40nm，更優(yōu)選為不小于30nm；和/或所述金屬源極電極和金屬漏極電極的間距為1μm～10μm，優(yōu)選為2μm～5μm，更優(yōu)選為2μm～3μm；

82、優(yōu)選地，所述步驟(3)中：所述硬掩膜層的材料選自以下一種或多種：二氧化硅、氮化硅、氧化鋁，優(yōu)選為二氧化硅或氮化硅，最優(yōu)選為二氧化硅；和/或所述電子束膠選自以下一種或多種：zep、pmgi、mma、maa、pmma、uvⅲ，優(yōu)選選自以下一種或多種：zep、pmgi、pmma、uvⅲ，更優(yōu)選為zep或pmgi。

83、根據(jù)本發(fā)明第二方面的方法，其中，當所述柔性高電子遷移率晶體管為磷化銦基的晶體管時，所述步驟(1)中：

84、所述犧牲層的材料選自以下一種或多種：ingaas、inalas、inas，優(yōu)選為ingaas或inalas，最優(yōu)選為ingaas；

85、所述緩沖層的材料選自以下一種或多種：磷化銦、inalas、gaas、ingap，優(yōu)選為磷化銦或gaas，最優(yōu)選為磷化銦；和/或

86、所述可回收襯底為剛性材料，優(yōu)選選自以下一種或多種：磷化銦、gaas、insb，最優(yōu)選為磷化銦。

87、根據(jù)本發(fā)明第二方面的方法，其中，所述步驟(7)后還包括以下步驟：

88、a)在所述外延片晶圓表面制備掩膜圖形，并將所述掩膜圖形下蝕到犧牲層表面，形成犧牲層通道；

89、b)在所述外延片晶圓表面沉積鈍化層，包覆所述掩膜圖形的側(cè)壁；和

90、c)腐蝕犧牲層，使高電子遷移率晶體管脫離所述可回收襯底和所述緩沖層，回收所述可回收襯底以備再次使用。

91、根據(jù)本發(fā)明第二方面的方法，其中，

92、所述步驟a)中：所述掩膜圖形選自以下一種或多種：刻蝕方形孔、刻蝕圓形孔、腐蝕圓形孔、腐蝕方形孔，優(yōu)選為刻蝕圓形孔和/或腐蝕方形孔；和/或

93、所述步驟b)中：所述鈍化層的沉積方法選自以下一種或多種：pecvd、icp-pecvd、ald，優(yōu)選為pecvd或ald，最優(yōu)選為pecvd。

94、本發(fā)明的第三方面提供了第一方面所述的柔性高電子遷移率晶體管在制備柔性電子器件中的應用；

95、優(yōu)選地，所述柔性電子器件選自以下一種或多種：柔性電池、柔性傳感器、柔性顯示器、柔性電路、柔性發(fā)光二極管、柔性存儲器、柔性光電探測器。

96、本發(fā)明提供了一種柔性磷化銦基高電子遷移率晶體管及其制備方法，該柔性磷化銦基高電子遷移率晶體管包括自下而上依次設置的：柔性襯底；n型inalas緩沖層；n型溝道層；n型inalas隔離層；δ摻雜層；inalas肖特基勢壘層；inp腐蝕截止層；n型inalas帽層；金屬源漏電極；t型金屬柵電極；鈍化層。所述制備方法是生長磷化銦襯底外延晶圓片、臺面隔離、源漏電極制備、t型金屬柵制備、柵槽制備、鈍化層沉積、金屬板極搭接、剝離去除inp襯底并轉(zhuǎn)移至柔性襯底，制得一種高截止頻率的、可彎曲的柔性磷化銦基高電子遷移率晶體管，并且提供了inp襯底可二次使用的制備方法。

97、為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選的實施方案，本發(fā)明第一方面的柔性高電子遷移率晶體管為柔性磷化銦基高電子遷移率晶體管，所述柔性磷化銦基hemt包括自下而上依次設置的：

98、柔性襯底；

99、n型inalas緩沖層；

100、n型溝道層；

101、n型inalas隔離層；

102、δ摻雜層；

103、inalas肖特基勢壘層；

104、inp腐蝕截止層；

105、n型inalas帽層；

106、金屬源漏電極；

107、t型金屬柵電極；

108、鈍化層；

109、其中，所述柔性磷化銦基高電子遷移率晶體管為獨立器件和/或集成于電路中；

110、根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性磷化銦基高電子遷移率晶體管，其中，所述柔性襯底選自以下一種或多種：塑料襯底、金屬薄膜襯底、超薄玻璃襯底、紙質(zhì)襯底、生物復合薄膜襯底，優(yōu)選為塑料襯底或金屬薄膜襯底；其中：

111、優(yōu)選地，所述塑料襯底選自以下一種或多種：半結(jié)晶熱塑性聚合物、非結(jié)晶聚合物、非結(jié)晶高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度聚合物，

112、進一步優(yōu)選地，所述半結(jié)晶熱塑性聚合物選自以下一種或多種：pet、pen、peek、pdms，所述非結(jié)晶聚合物選自以下一種或多種：pc、pes非結(jié)晶熱塑性塑料，和/或所述非結(jié)晶高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度聚合物為par和/或pi；

113、優(yōu)選地，所述金屬薄膜襯底材料選自以下一種或多種：銅、鋁、鐵、鉬銅、鎢銅、鉻銅，

114、根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性磷化銦基高電子遷移率晶體管，其中，所述上源漏金屬電極和t型金屬柵電極選自以下一種或多種：ti/au、ti/pt/au、ni/ge/au，優(yōu)選為ti/au或ti/pt/au。

115、優(yōu)選地，所述n型溝道層自以下一種或多種：銦鎵砷、銦鋁砷，最優(yōu)選為銦鎵砷；

116、所述金屬薄膜襯底材料的厚度優(yōu)選為1～200μm，進一步優(yōu)選為1～100μm。

117、所述δ摻雜層，溝道層導電提供電子，δ摻雜厚度僅有幾個晶格常數(shù)的大小，摻雜譜類似于狄拉克函數(shù)。其可由中斷溝道層生長過程，同時進行雜質(zhì)沉積獲得。用該工藝制備的器件具有高電荷密度、導電溝道與柵電極距離短、高柵電極擊穿電壓、高跨導等特性。

118、所述隔離層的作用是隔離二維電子氣和δ摻雜層，其厚度應使其可以完全隔離二維電子氣和δ摻雜層。所述隔離層材料選自以下一種或多種：inalas、alsb、alas，優(yōu)選為alsb或inalas，最優(yōu)選為inalas。

119、本發(fā)明的第二方面提供了第一方面所述的柔性磷化銦基高電子遷移率晶體管的制備方法，所述方法包括以下步驟：

120、(1)在inp襯底上依次外延生長犧牲層，inp緩沖層，,inalas緩沖層，inp緩沖層、n型溝道層，n型隔離層、δ摻雜層，inalas肖特基勢壘層，inp截止層，n型inalas帽層，獲得磷化銦基外延片晶圓。

121、(2)對步驟(1)得到的外延片進行臺面隔離。將inp襯底上的外延層分隔為互不導通的臺面。

122、(3)制備器件的源極、漏極金屬電極。通過光刻、電子束蒸發(fā)、金屬剝離等工藝，在n型inalas帽層上生長ti/au、ti/pt/au或ni/ge/au金屬以形成歐姆接觸。接觸電阻通過調(diào)整退火溫度和退火持續(xù)時間進行優(yōu)化。接觸電阻通常通過傳輸線法測量。源漏電極的尺寸和間距由光刻工藝控制，金屬電極的厚度由電子束蒸發(fā)控制。

123、(4)t型柵制備的電子束曝光，該步驟對器件性能和成品率影響較大。在此步驟中，用pecvd/icp-pecvd方法生長sio2硬掩模，以增強后續(xù)工藝中電子束膠的粘附性和為后續(xù)t型柵制備過程提供機械支撐。對于磷化銦基高電子遷移率晶體管的t型柵制備，通過電子束曝光的條件來確定柵電極金屬的形貌和尺寸。

124、(5)在步驟(4)中電子束膠的形貌形成后，采用干法刻蝕方法在sio2上形成開口，接著采用步驟(2)中所述的濕法腐蝕方法將源電極和漏電極下方的帽層在空間上隔離開，在sio2下方形成柵槽。

125、(6)t型柵金屬蒸發(fā)和剝離，目的是為了形成柵極接觸。通過電子束蒸發(fā)方法自下而上沉積柵金屬，在柵金屬沉積完成后進行金屬剝離和光刻膠去除。接著采用氫氟酸濕法腐蝕去除帽層上方的sio2硬掩模層。

126、(7)鈍化層沉積，以提升器件漏電特性、增強器件的穩(wěn)定性。

127、(8)外圍金屬板極搭接，在器件源極、漏極、柵極分別進行金屬布線和金屬板極搭接。金屬布線和板極搭接通過ti/au電子束蒸發(fā)和金屬剝離制備。

128、(9)制備腐蝕和/或刻蝕孔掩膜圖形，并將晶圓表面的腐蝕和/或刻蝕孔下蝕到犧牲層表面，形成犧牲層通道。

129、(10)在晶圓表面沉積sinx鈍化層以包覆晶圓表面以及腐蝕和/或刻蝕孔側(cè)壁；

130、(11)腐蝕犧牲層，使磷化銦基高電子遷移率晶體管脫離inp襯底和緩沖層，回收inp襯底備用。

131、(12)將步驟(10)剝離出來的器件單元轉(zhuǎn)移到柔性襯底上，即得所述的柔性磷化銦基高電子遷移率晶體管。

132、所述步驟(1)中，所述外延生長的方法包括但不限于：mbe、mocvd；

133、所述步驟(2)中所述臺面隔離方法選自以下一種或多種：光刻、激光直寫、電子束曝光、濕法腐蝕、rie、icp-rie。優(yōu)選地，采用濕法腐蝕方法。進一步優(yōu)選地，溶液的種類和配比可采用h2o2:h3po4:h2o(1:1:25)溶液腐蝕ingaas外延層和inalas外延層，采用hcl:h2o(1.5:1)溶液刻蝕inp外延層。

134、所述步驟(3)中：所述源電極和漏電極圖形為長方形，尺寸優(yōu)選為8μm×20μm、8μm×30μm、8μm×40μm。所述源電極和漏電極的間距優(yōu)選為2μm或3μm；

135、當選用干法刻蝕時，刻蝕方法選自以下一種或多種：rie、icp-rie、其中，當使用icp-rie方法刻蝕時，刻蝕氣體選自以下一種或多種：cl2、bcl3。

136、所述步驟(4)中：優(yōu)選地，采用在sio2硬掩模層上旋涂不同厚度的zep/pmgi/zep三層膠并進行一次電子束曝光的制備方案。zep/pmgi/zep三層膠的旋涂厚度、電子束曝光劑量、顯影時間決定柵的形貌和尺寸。

137、所述步驟(5)中：sio2硬掩模開口的尺寸與步驟(4)中下層的zep膠顯影后的開口尺寸一致。

138、所述步驟(6)中：所述柵電極金屬選自以下一種或多種：ti/au、ti/pt/au、ni/ge/au，優(yōu)選為ti/au或ti/pt/au。

139、所述步驟(7)中：所述鈍化層選自以下一種或多種：al2o3、sinx，其中，x為n離子和si離子的比例。所述鈍化層的制備方法選自以下一種或多種：pecvd、icp-pecvd、ald。優(yōu)選地，可采用pecvd方法沉積si3n4(270℃)或用ald方法沉積al2o3(250℃)鈍化層。

140、所述沉積的氣體選自以下一種或多種：sih4、nh3；所述沉積的厚度為100～200nm。

141、根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選的實施方案，本發(fā)明第一方面的柔性高電子遷移率晶體管為柔性磷化銦基高電子遷移率晶體管，所述柔性磷化銦基高電子遷移率晶體管包括自下而上依次設置的：

142、柔性襯底；

143、n型inalas緩沖層；

144、n型溝道層；

145、n型inalas隔離層；

146、δ摻雜層；

147、inalas肖特基勢壘層；

148、inp腐蝕截止層；

149、n型inalas帽層；

150、金屬源漏電極；

151、t型金屬柵電極；

152、鈍化層。

153、根據(jù)本發(fā)明第一方面的柔性磷化銦基高電子遷移率晶體管，其中，所述柔性襯底包括以下一種或者多種：塑料襯底、金屬薄膜襯底、超薄玻璃襯底、紙質(zhì)襯底、生物復合薄膜襯底。

154、優(yōu)選地，所述塑料襯底包括半結(jié)晶熱塑性聚合物、非結(jié)晶聚合物和非結(jié)晶高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度聚合物。

155、優(yōu)選地，所述半結(jié)晶熱塑性聚合物包括pet、pen、peek和pdms，所述非結(jié)晶聚合物包括pc、pes非結(jié)晶熱塑性塑料，所述非結(jié)晶高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度聚合物包括par和pi。

156、優(yōu)選地，所述金屬薄膜襯底材料選自以下一種或者多種：銅、鋁、鐵、鉬銅、鎢銅、鉻銅，且其厚度為1～100μm；

157、優(yōu)選地，所述透明導電電極的原料為氧化銦錫、金、銀、鋁電極、銀納米線和導電高分子薄膜中的任意一種，且其厚度為2～100nm。

158、本發(fā)明的第二方面提供了第一方面所述的柔性磷化銦基高電子遷移率晶體管的制備方法，所述方法包括以下步驟：

159、在半絕緣inp晶圓襯底上依次外延生長ingaas犧牲層、inp緩沖層，inalas緩沖層，n型溝道層，δ摻雜層，inalas肖特基勢壘層，inp截止層，n型inalas帽層；

160、優(yōu)選地，所述外延生長方法選自金屬有機化合物化學氣相沉積和/或分子束外延；

161、對外延得到的晶圓進行臺面隔離。將inp襯底上的外延層分隔為互不導通的臺面。優(yōu)選地，外延層臺面是尺寸長為30μm、40μm、50μm，寬為20μm的矩形。優(yōu)選地，采用濕法腐蝕方法。進一步優(yōu)選地，溶液的種類和配比可采用h2o2:h3po4:h2o(1:1:25)溶液腐蝕ingaas外延層和inalas外延層，采用hcl:h2o(1.5:1)溶液刻蝕inp外延層。

162、(c)制備器件的源極、漏極金屬電極。

163、優(yōu)選地，所述ti/au上電極層的制備方法選自電子束蒸發(fā)和/或濺射；

164、優(yōu)選地，在ti/au上電極層上電鍍厚度不小于50nm，以得到ti/au上電極；

165、優(yōu)選地，所述源電極和漏電極圖形為長方形；尺寸優(yōu)選為8μm×20μm、8μm×30μm、8μm×40μm.

166、所述源電極和漏電極的間距優(yōu)選為2μm或3μm；

167、(d)t型柵制備的電子束曝光；先采用pecvd方法生長sio2硬掩模，接著在sio2硬掩模層上旋涂250nm/600nm/150nm厚度的zep/pmgi/zep三層膠并進行一次電子束曝光。

168、(e)采用干法刻蝕方法在sio2上形成開口,接著使用濕法腐蝕方法形成柵槽。

169、優(yōu)選地，濕法腐蝕是用h2o2:h3po4:h2o(1:1:25)溶液腐蝕ingaas外延層和inalas外延層，采用hcl:h2o(1.5:1)溶液刻蝕inp外延層。優(yōu)選地，干法刻蝕是使用icp-rie技術，其刻蝕氣體是cl2/bcl3；

170、(f)通過電子束蒸發(fā)方法自下而上沉積150nm厚的ti和600nm厚的au，在柵金屬沉積完成后進行金屬剝離和光刻膠去除。用氫氟酸濕法腐蝕去除帽層上方的sio2硬掩模層。

171、(g)在晶圓表面沉積鈍化層；

172、優(yōu)選地，所述sinx鈍化層的制備方法選自pecvd和/或icp-pecvd，其沉積氣體為sih4/nh3，沉積厚度為200nm；

173、(h)光刻形成掩模圖形，進行ti/au電子束蒸發(fā)和金屬剝離制備外圍金屬布線和板極搭接；

174、(i)制備腐蝕和/或刻蝕孔掩膜圖形，并將晶圓表面的腐蝕和/或刻蝕孔下蝕到犧牲層表面，形成犧牲層通道；

175、(j)在晶圓表面沉積sinx鈍化層以包覆腐蝕和/或刻蝕孔側(cè)壁；

176、(k)使用濕法腐蝕技術腐蝕犧牲層，使磷化銦基高電子遷移率晶體管脫離inp襯底和緩沖層；

177、(l)將剝離出來的器件單元轉(zhuǎn)移到柔性襯底上。

178、所述磷化銦基外延片晶圓的制備方法包含但不僅限于mbe、mocvd等技術；

179、所述腐蝕/刻蝕技術包含但不僅限于濕法腐蝕技術，反應離子刻蝕技術，電感耦合等離子體反應離子刻蝕；

180、所述化學氣相沉積技術包含但不僅限于等離子體增強化學氣相沉積技術和電感耦合增強型等離子體化學氣相沉積；

181、所述柔性襯底包括以下一種或者多種：塑料襯底、金屬薄膜襯底、超薄玻璃襯底、紙質(zhì)襯底、生物復合薄膜襯底；

182、所述透明導電電極的原料為氧化銦錫、金、銀、鋁電極、銀納米線和導電高分子薄膜中的任意一種，且其厚度為2～100nm。

183、柔性電子技術高度的可拉伸性和適應性，可以兼容多種基材上，生產(chǎn)出更薄、更靈活的電子器件，可應用于醫(yī)療、軍事、航空、汽車等領域。柔性電子器件廣泛應用于傳感器、晶體管、存儲器、發(fā)光二極管、光電探測器、和太陽能電池等微型器件中。柔性電子器件制備工藝的進步正逐步引導著后摩爾時代的小型化、智能化、集成化的發(fā)展道路。將柔性電子技術與磷化銦基高電子遷移率晶體管結(jié)合，可制備具有高截止頻率、高增益、低噪聲、低功耗、高帶寬等特性的柔性磷化銦基高電子遷移率晶體管。其在高速集成電路方面應用于低噪聲放大器、倍增器、多路復用器、觸發(fā)器等；在雷達、衛(wèi)星通信、射電天文學、高分辨率成像陣列、高容量無線通信、大氣傳感、低溫電子信息、生物醫(yī)療成像領域有重要應用。

184、大多數(shù)柔性光子學研究都是基于有機、聚合物和/或非晶半導體材料系統(tǒng)。面臨挑戰(zhàn)是大面積晶體半導的可靠轉(zhuǎn)移，特別是對于那些脆弱的材料系統(tǒng)(例如，砷化鎵和磷化銦)。本發(fā)明制備方法適用于多種柔性襯底，如pet、pen、超薄玻璃、金屬薄膜。另外，本發(fā)明的制備方法使用pecvd/icp-pecvd技術制備保護有源層側(cè)壁的sinx腐蝕孔通道，增加了犧牲層和腐蝕停止層的材料選擇，可實現(xiàn)更多種微電子器件的構(gòu)建。

185、本發(fā)明的柔性高電子遷移率晶體管及其制備方法可以具有但不限于以下有益效果：

186、1、尺寸可調(diào)：本發(fā)明通過在器件晶圓表面制備腐蝕孔，先將器件薄膜剝離出無機襯底，再轉(zhuǎn)移到柔性襯底上，不受臨時轉(zhuǎn)移襯底的尺寸限制。從目前的制造技術可知，本發(fā)明的器件晶圓可以從微米級到英寸級范圍內(nèi)調(diào)整制備尺寸。

187、2、可彎曲程度大：本發(fā)明在器件表面可剝離出3mm×3mm大尺寸表面，保證柔性電子器件在從平坦狀態(tài)彎曲到±60度，并保持有效性能。

188、3、高截止頻率：包括inp在內(nèi)的高電子遷移率材料，具有飽和漂移速度大、載流子面密度大的特性，基于包括inp在內(nèi)的高電子遷移率材料的高電子遷移率場效晶具有高截止頻率、高增益、低噪聲的優(yōu)點，可在高速集成電路方面應用于低噪聲放大器、倍增器、多路復用器、觸發(fā)器等方面。

189、4、器件穩(wěn)定性好：本發(fā)明的優(yōu)選制備方法實例在制備腐蝕犧牲層前，通過pecvd/icp-pecvd技術在沉積了一層致密抗氧化的sinx薄膜，避免了器件側(cè)壁和表面發(fā)生氧化，提高器件的穩(wěn)定性。

190、5、柔性兼容性高：本發(fā)明制備方法適用于多種柔性襯底，如pet、pen、超薄玻璃、金屬薄膜。另外，本發(fā)明的優(yōu)選制備方法實例使用pecvd/icp-pecvd技術制備保護有源層側(cè)壁的sinx腐蝕孔通道，增加了犧牲層和腐蝕停止層的材料選擇，可實現(xiàn)更多種微電子器件的構(gòu)建。

191、6、可回收襯底可重復使用：本發(fā)明的優(yōu)選制備方法實例使用的以inp材料為例的可回收襯底經(jīng)過多次濕法腐蝕后減薄厚度不超過2μm，相比于原襯底超過600μm的厚度，減薄比例少于1％，對襯底表面進行拋光后可進行二次使用。