[发明专利]一种晶圆尺寸2H-MoTe2

权利要求书

1.一种晶圆尺寸2H-MoTe₂的分子束外延制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)对GaN(0001)衬底进行清洗处理，干燥后转移到分子束外延制备腔体中；

(b)在分子束外延制备腔体中对GaN衬底进行衬底除气处理，GaN衬底经升温脱气后，表面出现清晰衍射条纹时，除气完成；

(c)维持GaN衬底温度，向GaN衬底缓慢生长Te缓冲层，控制Te缓冲层生长速率和生长厚度；

(d)保持衬底温度和腔体真空度，立即向生长有Te缓冲层的GaN衬底沉积Te和Mo生长MoTe₂，分别控制Te蒸发源在Te缓冲层上生长MoTe₂的蒸发温度和Mo蒸发源的功率，来精确调控Te蒸发源和Mo蒸发源的蒸发速率；

(e)对衬底升温进行MoTe₂退火处理，在持续Te源的供给下保温，退火后降至室温，即得2H-MoTe₂。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆尺寸2H-MoTe₂的分子束外延制备方法，其特征在于，步骤(a)中对GaN衬底进行清洗处理包括，室温下对GaN衬底采用18兆欧去离子水超声清洗，干燥后转移到真空腔体，并在80-120℃烘烤降温后，真空度达5×10^-10mbar～1×10^-9mbar。

3.根据权利要求1所述的一种晶圆尺寸2H-MoTe₂的分子束外延制备方法，其特征在于，步骤(b)中在450～550℃对衬底预除气0.5～1.5h，直至真空度小于1×10^-8mbar时，缓慢升温至600～800℃除气10～20min。

4.根据权利要求1所述的一种晶圆尺寸2H-MoTe₂的分子束外延制备方法，其特征在于，步骤(c)中Te缓冲层的生长，维持GaN衬底温度为330～350℃，生长速率为Te缓冲层生长厚度为1nm～2nm。

5.根据权利要求1所述的一种晶圆尺寸2H-MoTe₂的分子束外延制备方法，其特征在于，步骤(d)中生长MoTe₂，保持衬底温度为330～350℃，腔体真空度为7×10^-9mbar～1×10^-8mbar。

6.根据权利要求1所述的一种晶圆尺寸2H-MoTe₂的分子束外延制备方法，其特征在于，Te与Mo的束流比为10：1～15：1。

7.根据权利要求1所述的一种晶圆尺寸2H-MoTe₂的分子束外延制备方法，其特征在于，步骤(d)中控制Te蒸发源温度为290～300℃，Mo蒸发源的功率为32～36W，Te蒸发源的蒸发速率为Mo蒸发源的蒸发速率为在Te缓冲层上生长MoTe₂。

8.根据权利要求1所述的一种晶圆尺寸2H-MoTe₂的分子束外延制备方法，其特征在于，步骤(e)中MoTe₂退火处理，关闭Mo蒸发源，保持Te蒸发源的供给，在富Te气氛中衬底升温至360～380℃，保温10～20min后，关闭Te蒸发源并降至室温。

9.根据权利要求1所述的一种晶圆尺寸2H-MoTe₂的分子束外延制备方法，其特征在于，生长的MoTe₂为2H相，MoTe₂的尺寸为1英寸晶圆级；生长的MoTe₂表面平均粗糙度绝对值小于0.25nm。

10.一种权利要求1-9任一项所述方法制备的一种晶圆尺寸的2H-MoTe₂。