[發明專利]一種MoS2基金屬半導體場效應晶體管及其制備方法

在審

• 申請號: 201810106276.6
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108206218A
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 李國強;黃烈根;王文樑;鄭昱林
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01L29/812
• 分類號: H01L29/812;H01L29/267;H01L21/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳智英

1.一種MoS₂基金屬半導體場效應晶體管，其特征在于：自下至上依次包括襯底、AlN緩沖層、AlGaN緩沖層、GaN層、MoS₂層；所述MoS₂層的上方設有源電極、漏電極和柵電極；柵電極設置在源電極和漏電極之間；所述MoS₂層是由多個摻雜層和未摻雜層交替疊加而成，摻雜層的層數為未摻雜層+1，所述摻雜層為摻雜Se的MoS₂層，所述未摻雜層為未摻雜的MoS₂層；所述MoS₂層的首尾層為摻雜層；所述未摻雜層的層數≥2。

2.根據權利要求1所述MoS₂基金屬半導體場效應晶體管，其特征在于：摻雜層的厚度為0～5nm且不為0，未摻雜層的厚度為0～4nm且不為0。

3.根據權利要求1所述MoS₂基金屬半導體場效應晶體管，其特征在于：摻雜層中Se濃度為1×10¹⁷～1×10¹⁹cm^-3。

4.根據權利要求1所述MoS₂基金屬半導體場效應晶體管，其特征在于：

AlN緩沖層的厚度為100-250nm；AlGaN緩沖層的厚度為300～500nm，Al/N摩爾比＝0.1～0.9；GaN層的厚度為400～1500nm。

5.根據權利要求1所述MoS₂基金屬半導體場效應晶體管，其特征在于：AlN緩沖層由脈沖激光沉積法制備，GaAlN緩沖層和GaN緩沖層由金屬有機化合物無氣相外延法制備。

6.根據權利要求1所述MoS₂基金屬半導體場效應晶體管，其特征在于：所述襯底包括藍寶石、Si、SiC、GaN、ZnO、LiGaO₂、LaSrAlTaO₆、Al或Cu。

7.根據權利要求1～6任一項所述MoS₂基金屬半導體場效應晶體管的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)在襯底上通過脈沖激光沉積法生長一層AlN緩沖層；

(2)通過金屬有機化合物無氣相外延法，在AlN緩沖層上依次生長AlGaN緩沖層和GaN層；

(3)通過分子束外延法，在GaN層上生長MoS₂層；MoS₂層由多個摻雜層和未摻雜層交替疊加而成，摻雜層的層數為未摻雜層+1，所述摻雜層為摻雜Se的MoS₂層，所述未摻雜層為未摻雜的MoS₂層；所述MoS₂層的首尾層為摻雜層，摻雜Se的MoS₂層中Se摻雜濃度為1×10¹⁷～1×10¹⁹cm^-3；

(4)通過電子束蒸發法和剝離技術，在MoS₂層上沉積金屬層，形成歐姆接觸電極，作為源/漏電極；

(5)通過電子束蒸發法和剝離技術，在MoS₂層上沉積金屬層，形成肖特基接觸電極，作為柵電極。