[发明专利]二维半导体场效应晶体管及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种二维半导体场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10提供金属电极图案膜；

S20将所述金属电极图案膜转移至二维缓冲材料的表面上，以得到在二维缓冲材料的表面结合有金属电极图案膜的金属电极预图案化缓冲材料；

S30以所述金属电极图案膜作为掩膜，对所述金属电极预图案化缓冲材料进行刻蚀处理，使所述二维缓冲材料图案化，以得到金属/缓冲材料复合电极；

S40将二维半导体材料转移至背栅电极上，以得到二维半导体材料/背栅电极堆叠；

S50将所述金属/缓冲材料复合电极转移至所述二维半导体材料/背栅电极堆叠中二维半导体材料与所述背栅电极所在表面相反的另一表面上，使所述二维缓冲材料处于金属电极与二维半导体材料之间，以得到二维半导体场效应晶体管。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S10中，所述金属电极图案膜中金属为Au、Ag、Cu、In、Bi、Ti、Al、Ni、Pt以及Sc中一种或几种；

可选的，所述金属电极图案膜中金属为Au。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S20中，所述二维缓冲材料为石墨烯或六方氮化硼。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯为单晶单层石墨烯。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S30具体包括：

正对所述金属电极预图案化缓冲材料的金属电极图案膜面，以所述金属电极图案膜作为掩膜，使用氧气等离子体对所述金属电极预图案化缓冲材料进行刻蚀，使所述二维缓冲材料图案化，以得到金属/缓冲材料复合电极。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S40中，所述背栅电极包括背栅导电层，以及结合在所述背栅导电层一侧的栅介质层；

将二维半导体材料转移至背栅电极的栅介质层上，以得到二维半导体材料/背栅电极堆叠；

可选的，所述背栅导电层的材料为高掺杂Si、Au、Ag、Cu、In、Bi、Ti、Al、Ni、Pt以及Sc中一种或几种；

可选的，所述栅介质层的材料为SiO₂、Al₂O₃以及HfO₂中一种或几种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S40中，所述二维半导体材料为二维过渡金属硫属化合物；

可选的，所述二维过渡金属硫属化合物为MoS₂、WS₂、WSe₂、MoSe₂中一种或几种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二维过渡金属硫属化合物为单层单晶二维过渡金属硫属化合物。

9.一种二维半导体场效应晶体管，其特征在于，根据权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到。

10.一种集成电路，其特征在于，包括：

根据权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到的二维半导体场效应晶体管或根据权利要求9所述的二维半导体场效应晶体管。