[發(fā)明專利]一種基于二維過渡金屬硫族化合物的BJT及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110821720.4 | 申請日： | 2021-07-21 |
| 公開（公告）號： | CN113594240A | 公開（公告）日： | 2021-11-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 曾祥斌;王君豪;胡一說;王文照;陸晶晶;王曦雅;周宇飛;王士博;肖永紅;陳鐸;張茂發(fā) | 申請（專利權(quán)）人： | 華中科技大學(xué) |
| 主分類號： | H01L29/735 | 分類號： | H01L29/735;H01L29/73;H01L29/24;H01L21/331 |
| 代理公司： | 華中科技大學(xué)專利中心 42201 | 代理人： | 夏倩;李智 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 二維 過渡 金屬 化合物 bjt 及其 制備 方法 | ||
1.一種基于二維過渡金屬硫族化合物的BJT，其特征在于，包括：帶有介質(zhì)層的單晶硅襯底；
位于所述介質(zhì)層上表面的薄膜層；所述薄膜層包括橫向連接的三塊二維過渡金屬硫族化合物薄膜，依次為第一P型摻雜薄膜、N型摻雜薄膜和第二P型摻雜薄膜，分別構(gòu)成發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)；所述薄膜層中的三塊過渡金屬硫族化合物薄膜由旋涂于所述介質(zhì)層上表面的前驅(qū)體溶液經(jīng)激光輻照同時制備得到，且用于制備P型摻雜薄膜的前驅(qū)體溶液由用于制備N型摻雜薄膜的前驅(qū)體溶液原位摻雜金屬鹽制備而成；
以及分別位于所述發(fā)射區(qū)、所述基區(qū)和所述集電區(qū)上表面的電極，分別構(gòu)成發(fā)射極、基極和集電極。
2.如權(quán)利要求1所述的基于二維過渡金屬硫族化合物的BJT，其特征在于，所述薄膜層中的二維過渡金屬硫族化合物為MoS2；
優(yōu)選地，所述薄膜層的厚度為0.5nm-2nm。
3.如權(quán)利要求2所述的基于二維過渡金屬硫族化合物的BJT，其特征在于，所述電極為雙層結(jié)構(gòu)，包括直接與所述薄膜層接觸的Ti金屬層，以及位于所述Ti金屬層之上的保護(hù)層；所述保護(hù)層用于導(dǎo)電并防止所述Ti金屬層被氧化。
4.如權(quán)利要求3所述的基于二維過渡金屬硫族化合物的BJT，其特征在于，所述Ti金屬層的厚度為5nm-30nm。
5.如權(quán)利要求3所述的基于二維過渡金屬硫族化合物的BJT，其特征在于，所述保護(hù)層為Au金屬層；
優(yōu)選地，所述Au金屬層的厚度為50nm-200nm。
6.如權(quán)利要求1～5任一項所述的基于二維過渡金屬硫族化合物的BJT的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
(S1)在帶有介質(zhì)層的單晶硅襯底中的介質(zhì)層上表面制備遮擋層，僅露出所述介質(zhì)層的中間區(qū)域；
(S2)在制備了所述遮擋層的所述介質(zhì)層上旋涂第一前驅(qū)體溶液，浸潤后烘干，得到樣品A；所述第一前驅(qū)體溶液中包含硫元素和二維過渡金屬元素；
(S3)在所述樣品A的上表面旋涂光刻膠后，去除所述遮擋層，得到樣品B；
(S4)在所述樣品B的上表面旋涂第二前驅(qū)體溶液，浸潤后烘干，并去除光刻膠，得到樣品C；所述第二前驅(qū)體溶液由金屬鹽在所述第一前驅(qū)體溶液中充分溶解后形成；
(S5)將所述樣品C置于真空環(huán)境下進(jìn)行激光輻照，以在所述介質(zhì)層上表面形成依次橫向連接的第一P型摻雜過渡金屬硫族化合物薄膜、N型摻雜過渡金屬硫族化合物薄膜以及第二P型摻雜過渡金屬硫族化合物薄膜，分別作為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)，得到樣品D；
(S6)在所述樣品D中旋涂光刻膠，以在所述樣品D中的發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)分別制備所需電極圖案，之后在所述發(fā)射區(qū)、所述基區(qū)和所述集電區(qū)上表面分別沉積電極，作為發(fā)射極、基極和集電極，得到樣品E；
(S7)去除所述樣品E中的光刻膠，得到所述基于二維過渡金屬硫族化合物的BJT。
7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述第一前驅(qū)體溶液為五氯化鉬和硫脲的溶解在醇類溶劑中后得到的混合溶液。
8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述第一前驅(qū)體溶液中，硫原子和鉬原子的摩爾比為30：1-4：1。
9.如權(quán)利要求6～8任一項所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(S5)中，所述金屬鹽為氯化金、硝酸銀和硝酸銅中的一種或多種。
10.如權(quán)利要求6～8任一項所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(S5)中，激光輻照的激光功率為100-400mJ，輻射頻率為2-10Hz，脈沖數(shù)目為1000-3000次，光斑大小為9cm2大小的正方形，激光移動速率為2-4mm/s。
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H01L 半導(dǎo)體器件；其他類目中不包括的電固體器件
H01L29-00 專門適用于整流、放大、振蕩或切換，并具有至少一個電位躍變勢壘或表面勢壘的半導(dǎo)體器件；具有至少一個電位躍變勢壘或表面勢壘，例如PN結(jié)耗盡層或載流子集結(jié)層的電容器或電阻器；半導(dǎo)體本體或其電極的零部件
H01L29-02 .按其半導(dǎo)體本體的特征區(qū)分的
H01L29-40 .按其電極特征區(qū)分的
H01L29-66 .按半導(dǎo)體器件的類型區(qū)分的
H01L29-68 ..只能通過對一個不通有待整流、放大或切換的電流的電極供給電流或施加電位方可進(jìn)行控制的
H01L29-82 ..通過施加于器件的磁場變化可控的
