[发明专利]一种二维材料异质结场效应晶体管、制备方法及应用在审

专利信息
申请号: 202211207800.1 申请日: 2022-09-30
公开(公告)号: CN115440795A 公开(公告)日: 2022-12-06
发明(设计)人: 陈溪强;郑照强 申请(专利权)人: 广东工业大学
主分类号: H01L29/06 分类号: H01L29/06;H01L29/24;H01L29/10;H01L29/423;H01L29/778;H01L21/34;H01L21/44
代理公司: 广东广信君达律师事务所 44329 代理人: 余胜茂
地址: 510062 广东*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 二维 材料 异质结 场效应 晶体管 制备 方法 应用
【权利要求书】:

1.一种二维材料异质结场效应晶体管,其特征在于:包括:由导电衬底和设置在所述导电衬底上的绝缘介质层组成的基底1、设置在所述绝缘介质层上的栅电极2、设置在所述栅电极2上的第一个二维材料层3、设置在所述第一个二维材料层3上的第二个二维材料层4、分别设置在所述第二个二维材料层4两端的源电极5和漏电极6,在所述源电极5和漏电极6之间为沟道区;

所述第一个二维材料层3与第二个二维材料层4的材质不同,所述第一个二维材料层3为铁电材料;所述第二个二维材料层4与源电极5及漏电极6之间能形成欧姆接触。

2.根据权利要求1所述的一种二维材料异质结场效应晶体管,其特征在于:所述第一个二维材料层选用CuInP2S6、BaTiO3或KH2PO4,所述第二个二维材料层选用WS2、WSe2、InSe或MoS2

3.根据权利要求2所述的一种二维材料异质结场效应晶体管,其特征在于:所述第一个二维材料层选用CuInP2S6,厚度为30nm~100nm;所述第二个二维材料层选用WS2,厚度为10nm~70nm。

4.根据权利要求1所述的一种二维材料异质结场效应晶体管,其特征在于:所述导电衬底选自硅衬底或铜衬底;所述绝缘介质层的材质选自SiO2、SiC、SiN、HfO2或TiO2

5.根据权利要求1所述的一种二维材料异质结场效应晶体管,其特征在于:所述栅电极、源电极和漏电极所采用的金属为Au、Cu、Ni、Ti、Cr、和Ag中的一种或者两种。优选为Ti/Au。

6.根据权利要求1-5任意一种所述的二维异质结场效应晶体管的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

S1:在基底上制备栅电极;所述基底包括一层导电衬底以及一层绝缘介质层;

S2:利用干法转移法,在栅电极上制备第一个二维材料层;

S3:利用干法转移法,在第一个二维材料层上制备第二个二维材料层,使第二个二维材料层与栅电极不在同一垂直方向上;

S4:在第二个二维材料层上制备源漏电极并退火,使所述第二个二维材料层与源电极和漏电极之间形成欧姆接触,得到二维材料异质结场效应晶体管。

7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于:步骤S1中,所述基底为SiO2/Si。

8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于:步骤S4中,所述退火的温度为150℃,时间为30min,退火环境为氮气或氩气。

9.权利要求1-5任意一种所述的二维材料异质结场效应晶体管或权利要求6-8任意一种所述的制备方法制备的二维材料异质结场效应晶体管在光电领域的应用。

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