[发明专利]一种顶栅结构的超薄硫化铪光电晶体管及其制备方法

摘要

本发明涉及一种顶栅结构的超薄硫化铪光电晶体管及其制备方法，属于无机半导体纳米材料技术和器件应用领域。本发明通过采用界面调控的方法，蒸镀一层金属层作为成核点，生长高k介电常数的氧化铪层，从而制备顶栅结构的超薄硫化铪光电晶体管。本发明的方法具有工艺简单、操作方便，可控性高、成本低和速度快等优点，便于规模化推广。本发明的光电晶体管显示出n型传输特性和优异的栅极调控能力，亚阈值摆幅可低至95mV/dec，漏电流可低至1pA/μm。同时，器件的光响应时间短，而且保持了长时间的稳定性，响应时间和响应度分别可达650ms和45mA/W。

主权项

1.一种顶栅结构的硫化铪光电晶体管，包括基底、栅极、源极和漏极，其特征在于，所述顶栅结构的硫化铪光电晶体管还包括硫化铪纳米片、金属层以及氧化铪层，其中，所述硫化铪纳米片的厚度为5nm-20nm，所述金属层的厚度为1nm-2nm；所述顶栅结构的硫化铪光电晶体管通过如下方法制备得到：(1)将硫化铪纳米片分散到基底上，然后，在分散有硫化铪纳米片的基底上采用热蒸镀法沉积源极和漏极；(2)在步骤(1)得到的硫化铪纳米片表面，热蒸镀法沉积金属层；(3)在步骤(2)得到的金属层上原子层沉积氧化铪层；或者，在步骤(2)得到的金属层以及步骤(1)得到的源极和漏极的部分表面上原子层沉积氧化铪层；(4)在步骤(3)得到的氧化铪层表面，热蒸镀法沉积栅极，得到顶栅结构的硫化铪光电晶体管。