[發明專利]一種以離子液為頂柵的薄層Bi2

在審

• 申請號: 202010931585.4
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112038440A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 張禮杰;羅婷燕;鄒超;楊云
• 申請（專利權）人: 溫州大學新材料與產業技術研究院
• 主分類號: H01L31/101
• 分類號: H01L31/101;H01L31/0224;H01L31/032;H01L31/18
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 鄧凌云

1.一種以離子液為頂柵的薄層Bi₂O₂Se晶體管及其制備方法，其特征在于：包括如下步驟；

1.CVD方法生長Bi₂O₂Se薄層晶片：

用Bi₂O₃和Bi₂Se₃粉末為反應物，稱取4：1的量，放入管式爐中，Bi₂Se₃放置在上游，Bi₂O₃放置在溫區中心，兩種反應物相距5cm，加熱溫度為650℃，以云母片作為襯底，放置在距離中心溫區13cm的下游，反應30min；反應前用Ar氣300sccm洗氣20min，反應時Ar氣流量為100sccm；反應完后待自然冷卻，將樣品取出可在顯微鏡下觀察；

2.Au電極制備：

a)取一塊干凈的硅片，滴一滴PMMA并旋涂，旋涂完后將硅片放置在加熱到150℃的加熱臺上加熱3min，使PMMA涂層固化；

b)利用電子束光刻的方法，在PMMA涂層上刻畫出Au電極形狀，然后將硅片泡在顯影液中1min，定影液30s，用N₂氣槍吹干；

c)用熱蒸發的方法，將Au金屬蒸發沉積到硅片上，60nm厚；

d)將鍍完Au的硅片在50℃條件下，在丙酮中泡20min，將PMMA涂層泡掉，即可得到Au電極。

3.將Au電極貼到Bi₂O₂Se薄層晶片上：

a)旋涂PMMA涂層到Au電極上，固化后，用刻刀在硅片邊緣劃一圈；

b)放置到10％的HF溶液中，將帶有Au電極的PMMA層泡下來，然后用鑷子將PMMA薄層放在去離子水中清洗3次；

c)用一塊干凈的硅片將PMMA薄層整齊地撈起，然后用PDMS膜貼在PMMA薄層的上面；

d)利用PDMS的支持力，將Au電極對準在云母片上生長好的Bi₂O₂Se薄層晶片，貼上后，在80℃條件下加熱10min，使PDMS變性，再揭起，可將PDMS與PMMA涂層分離，此時PMMA涂層以及下方的Au電極貼在Bi₂O₂Se上；

e)將云母片放置在加熱臺上，50℃加熱20min，以使電極與Bi₂O₂Se接觸更牢固；

f)在50℃的條件下，將帶有PMMA涂層的云母片放置在丙酮中泡20min，以去除PMMA；

g)用鑷子將云母片夾起，用N₂槍將表層的丙酮吹干，即可獲得Bi₂O₂Se器件；

4.利用液滴槍將離子液滴在Bi₂O₂Se上方，同時覆蓋兩邊的電極；

5.在真空中對Bi₂O₂Se器件進行電學測試。