[發(fā)明專利]基于等離子體共振的晶體管及其制備方法、太赫茲探測器

在審

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• 申請日: 2022-03-30
• 公開（公告）號: CN114695575A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐友龍;侯文強;鄭欽允
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: H01L31/0232
• 分類號: H01L31/0232;H01L31/113;H01L31/18;B82Y30/00;G01J1/42;G02B5/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 范巍

1.一種等離子體共振的場效應(yīng)晶體管，其特征在于，包括基底(3)以及設(shè)置其頂面的溝道，溝道中設(shè)置二維材料(8)，二維材料上形成有金屬納米顆粒(6)，溝道的兩端設(shè)置有源極(1)和漏極(5)并與二維材料形成歐姆接觸，源極(1)和漏極(5)之間設(shè)置有柵極(7)，柵極(7)通過柵氧化層設(shè)置在二維材料(8)上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體共振的場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述二維材料(8)為薄膜，材質(zhì)為石墨烯、黑磷、二硫化鉬或二硒化鉬。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體共振的場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述金屬納米顆粒(6)為金、銀、銅、鉑、鋁、鐵、鈷或鎳納米顆粒。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種等離子體共振的場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述金屬納米顆粒的尺寸為1nm-1μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體共振的場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述基底為硅/化硅片、氮化鎵、氮化鎵鋁或碳化硅。

6.一種權(quán)利要求1-5任一項所述的一種等離子體共振的場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、將二維材料轉(zhuǎn)移至基底表面，并去除溝道以外的二維材料；

步驟2、在二維材料上形成金屬納米顆粒；

步驟3、在溝道的二維材料兩端設(shè)置源和漏極，并與二維材料形成歐姆接觸；

步驟4、在源極和漏極之間的二維材料上形成柵介質(zhì)層，并在其上形成柵極，得到等離子體共振的場效應(yīng)晶體管。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種等離子體共振的場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，步驟2中采用真空濺射、沉積、蒸鍍或化學(xué)還原方法在二維材料表面形成金屬納米顆粒。

8.一種基于等離子體共振的場效應(yīng)晶體管的太赫茲探測器，其特征在于，包括基板、太赫茲天線以及權(quán)利要求1-5任一項所述的等離子體共振的場效應(yīng)晶體管；

所述太赫茲天線包括兩個扇形的天線振子(20)，兩個天線振子(20)沿圓心角對稱設(shè)置，天線振子(20)的圓心角為饋電點，兩個天線振子的饋電點與場效應(yīng)晶體管的電極連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于等離子體共振的場效應(yīng)晶體管的太赫茲探測器，其特征在于，所述兩個天線振子的饋電點分別與場效應(yīng)晶體管的源極和漏極連接；

或，兩個天線振子的饋電點分別與場效應(yīng)晶體管的源極和柵極連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于等離子體共振的場效應(yīng)晶體管的太赫茲探測器，其特征在于，所述天線振子的圓心角β為30°-120°。