[發明專利]基于有機-無機范德華異質結的雙極性場效應晶體管

有效

• 申請號: 201810888485.0
• 申請日: 2018-08-07
• 公開（公告）號: CN109065729B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 閆婕;孫祎萌;徐偉;朱道本
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所;中國科學院大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

1.一種有機-無機范德華異質結器件，由下至上依次為有機聚合物薄膜層、無機半導體層和上電極，且所述上電極位于所述無機半導體層兩端的上方；

構成所述有機聚合物薄膜層的材料為PDVT-10；

所述無機半導體層的材料為MoS₂。

2.根據權利要求1所述的有機-無機范德華異質結器件，其特征在于：所述有機聚合物薄膜層的厚度為8-9nm；

所述無機半導體層的厚度為0.8-1nm；

有機-無機范德華異質結區域的厚度為8.8-10nm；

所述上電極的厚度為95-100nm。

3.根據權利要求1或2所述的有機-無機范德華異質結器件，其特征在于：構成所述上電極的材料選自Au、Al、Ag、Pt、W、Ru、Ti、Ta、Pb、Co、Mo、Ir、Ni和Cu中至少一種。

4.一種制備權利要求1-3中任一所述有機-無機范德華異質結器件的方法，包括：

1)制備p型半導體材料PDVT-10薄膜；

2)在所述有機聚合物薄膜層上制備無機半導體層；

3)在所述無機半導體層上制備上電極，得到所述有機-無機范德華異質結器件。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：所述步驟1)中，制備p型半導體材料PDVT-10薄膜的方法為LB膜法。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：所述LB膜法包括：

將PDVT-10的分散液滴加到水面，待所述分散液中的溶劑揮發后，壓縮表面壓力，水平轉移薄膜于基板上，退火而得。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：所述分散液中，溶劑為鄰二氯苯；所述分散液的濃度為3.8-4.2mg/mL；

滴加速率為8-12μL/min；

所述壓縮表面壓力步驟中，壓縮后的表面壓力為7-9mN/m；

所述退火步驟中，溫度為175-185℃；時間為13-18分鐘；

所述基板為Si/SiO₂基板。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于：所述分散液中，溶劑為鄰二氯苯；所述分散液的濃度為4mg/mL；

所述壓縮表面壓力步驟中，壓縮后的表面壓力為8mN/m；

所述退火步驟中，溫度為180℃；時間為15分鐘。

9.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：所述步驟2)中，制備方法為化學氣相沉積法；

硫粉與MoO₃的質量比為79-81：19-21；

載氣為氬氣；

載氣流速為9-11sccm；

硫粉所在區域的沉積溫度為120-140℃；

MoO₃所在區域的沉積溫度為710-730℃；

沉積時間為4-6分鐘。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于：所述步驟2)中，硫粉與MoO₃的質量比為80:20；

載氣流速為10sccm；

硫粉所在區域的沉積溫度為130℃；

MoO₃所在區域的沉積溫度為720℃；

沉積時間為5分鐘。

11.根據權利要求4-10中任一所述的方法，其特征在于：所述步驟3)中，制備上電極的方法為真空蒸鍍法。

12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于：所述步驟3)所述真空蒸鍍法中，真空度為7×10^-6-7×10^-7Pa；蒸鍍速率為

13.權利要求1-3中任一所述有機-無機范德華異質結器件在制備超高速開關器件、太陽能電池、半導體激光器、晶體管場效應器件、集成電路和光電子器件中任意一種中的應用。