[發明專利]一種晶體管器件及其應用和制備

在審

• 申請號: 202010658629.0
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111969035A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 薛武紅;許小紅;楊瑞龍;呂寶華;次文娟;龐瑞雪
• 申請（專利權）人: 山西師范大學
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/10;H01L29/24;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 秦廣成

1.一種晶體管器件，其特征在于，包含：

一溝道，所述溝道與所述晶體管器件的源極和漏極連接，所述溝道由奇數層二維鐵電半導體材料構成。

2.根據權利要求1所述的晶體管器件，其特征在于，所述溝道層中相鄰層具有相反的極化方向。

3.根據權利要求1或2所述的晶體管器件，其特征在于，所述奇數層二維鐵電半導體材料為2H堆垛結構。

4.根據權利要求1所述的晶體管器件，其特征在于，所述二維鐵電半導體材料為金屬硫族化合物、過渡金屬鹵化物和鉍氧硫族元素化物中的一種。

5.根據權利要求4所述的晶體管器件，其特征在于，所述二維鐵電半導體材料為三硒化二銦、三硫化二銦、三碲化二銦、三硫化二鋁、三硒化二鋁、三碲化二鋁、三硫化二鎵、三硒化二鎵、三碲化二鎵、硫化鍺、硒化鍺、碲化鍺、硫化錫、硒化錫、碲化錫、碲化硅、碲化鉛、三溴化鉻、氧功能-碳化鈧、硒氧鉍、碲氧鉍和硫氧鉍中的一種。

6.根據權利要求1所述的晶體管器件，其特征在于，所述晶體管器件的源極、漏極和柵極的材料為惰性導電材料；所述惰性導電材料為惰性金屬導電材料或惰性非金屬導電材料中的一種或兩種以上的組合；其中，所述惰性導電材料為鉑、金、鉻、鎳、鎢、鉬、釩、鈦、釕、銥、銠、鉭、石墨和重摻雜硅中的一種或兩種以上的組合；所述介電層的材料為絕緣材料，所述絕緣材料為二氧化硅、氮化硼、二氧化鉿和氧化鋁中的一種。

7.一種室溫下產生負微分效應的方法，其特征在于，使用如權利要求1所述的晶體管器件，包括以下步驟：

a.在所述源極和所述漏極兩端施加正電壓/負電壓，直至電壓達到所述二維鐵電半導體材料的矯頑電壓；

b.在所述源極和所述漏極兩端施加負電壓/正電壓，直至電壓達到所述二維鐵電半導體材料的矯頑電壓；

循環以上步驟a-b。

8.根據權利要求7所述的室溫下產生負微分效應的方法，其特征在于，所述步驟a和所述步驟b分別可選的包括以下步驟：

在達到矯頑電壓前，對所述柵極施加電壓；

或

在達到矯頑電壓前，對所述溝道施加光照。

9.一種晶體管器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

在一套管結構內通過物理氣相沉積法或化學氣相沉積法或分子束外延的方法在基片上形成奇數層二維鐵電半導體材料；

采用干法或濕法輔助轉移將所述奇數層二維鐵電半導體材料轉移到平整的襯底表面形成溝道；

所述套管結構包括一第一石英管和一第二石英管，所述第一石英管直徑大于所述第二石英管；

所述第二石英管在所述第一石英管內與所述第一石英管平行設置，所述第二石英管一端開口一端封閉，所述開口朝向所述第一石英管出氣方向；

所述第二石英管內設置有源粉，所述基片設置于所述源粉正上方。

10.如權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述形成奇數層二維鐵電半導體材料的步驟中：所述源粉質量為10mg；清洗管道氣體為氮氣，流量為100sccm，30min；反應中恒定氮氣流量為30-50sccm，加熱溫度為750-800℃，反應時間為5-15min。