[發明專利]一種利用金屬性過渡金屬硫屬化合物制備電子器件電極的方法

在審

• 申請號: 201710317167.4
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107452631A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 張艷鋒;楊鵬飛;紀清清;李聰
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H01L21/443
• 分類號: H01L21/443;H01L21/447;H01L21/34;H01L29/24;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司11472
• 代理人: 陳琳琳,武玥

1.一種利用金屬性過渡金屬硫屬化合物制備電子器件電極的方法，包括以下步驟：

1)采用人工按壓法或兩步化學氣相沉積法在帶有SiO₂氧化層的硅片基底上制備金屬性過渡金屬硫屬化合物與半導體性過渡金屬硫屬化合物的異質結；

2)將步驟1)所述異質結轉移至帶有二氧化硅氧化層的基底上，制成樣品，并在樣品表面制作源極和漏極；

3)采用熱沉積法將Ni與Au同時沉積在源極與漏極上，構筑背柵場效應晶體管，制得電子器件電極。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)所述人工按壓法為將金屬性過渡金屬硫屬化合物納米片直接按壓轉移至半導體性過渡金屬硫屬化合物樣品表面。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)所述兩步化學氣相沉積法，包括以下步驟：

1-1)將硅片依次置于去離子水、丙酮和異丙醇中進行超聲清洗，隨后用氮氣吹干；

1-2)在相對于硅片的氣流上游8～10厘米處放置半導體性過渡金屬氧化物，距半導體性過渡金屬氧化物5～8厘米處放置硫屬單質；

1-3)向管式爐中通入氬氣，調節管內壓強為20～30Pa，氣流穩定后將硫屬單質、半導體性過渡金屬氧化物和硅片分別加熱至100～130℃，520～530℃和690～750℃；

1-4)恒溫保持8～10分鐘，在硅片上生長得到單層半導體性過渡金屬硫屬化合物；

1-5)將上述得到的覆蓋有單層半導體性過渡金屬硫屬化合物的硅片轉移至另一管式爐中作為基底，在相對于基底的氣流上游處放置金屬性過渡金屬氯化物，在相對于金屬性過渡金屬氯化物的氣流上游3～5厘米處放置硫屬單質；

1-6)向管式爐中通入20～200sccm氬氣和1～20sccm氫氣的混合氣體，氣流穩定后將硫屬單質、金屬性過渡金屬氯化物和基底分別加熱，在基底上生長金屬性過渡金屬硫屬化合物納米片，與半導體性過渡金屬硫屬化合物結合形成異質結。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述半導體性過渡金屬氧化物為三氧化鉬，所述硫屬單質為硫或硒，所述金屬性過渡金屬氯化物為三氯化釩，所述半導體性過渡金屬硫屬化合物為二硫化鉬或二硒化鉬，所述金屬性過渡金屬硫屬化合物二硫化釩或二硒化釩。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述硫屬單質為硫，所述步驟1-5)中在相對于基底的氣流上游6～9厘米處放置金屬性過渡金屬氯化物，所述步驟1-6)中將硫屬單質、金屬性過渡金屬氯化物和基底分別加熱至250～275℃，275～300℃和600～620℃，并且均恒溫保持5～10分鐘；或者，

所述硫屬單質為硒，所述步驟1-5)在相對于基底的氣流上游12～15厘米處放置金屬性過渡金屬氯化物，所述步驟1-6)將硫屬單質、金屬性過渡金屬氯化物和基底分別加熱至355～370℃，370～395℃，600～620℃，并且均恒溫保持1～5分鐘。

6.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述半導體性過渡金屬硫屬化合物為二硫化鉬或二硒化鉬，所述金屬性過渡金屬硫屬化合物為二硫化釩或二硒化釩。

7.根據權利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，步驟2)中制作源極和漏極所用的方法包括：將甲基丙烯酸甲酯與聚甲基丙烯酸甲酯懸涂在所述樣品表面，經電子束曝光制作源極圖案和漏極圖案，制得源極和漏極。

8.根據權利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，步驟2)所述SiO₂氧化層厚度為90～300nm。

9.根據權利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，步驟3)所述Ni的厚度為12～15nm，所述Au的厚度為45～50nm。