[發(fā)明專利]一種二維材料異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管、制備方法及應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211207800.1
• 申請(qǐng)日: 2022-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN115440795A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳溪強(qiáng);鄭照強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06;H01L29/24;H01L29/10;H01L29/423;H01L29/778;H01L21/34;H01L21/44
• 代理公司: 廣東廣信君達(dá)律師事務(wù)所 44329
• 代理人: 余勝茂

1.一種二維材料異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于：包括：由導(dǎo)電襯底和設(shè)置在所述導(dǎo)電襯底上的絕緣介質(zhì)層組成的基底1、設(shè)置在所述絕緣介質(zhì)層上的柵電極2、設(shè)置在所述柵電極2上的第一個(gè)二維材料層3、設(shè)置在所述第一個(gè)二維材料層3上的第二個(gè)二維材料層4、分別設(shè)置在所述第二個(gè)二維材料層4兩端的源電極5和漏電極6，在所述源電極5和漏電極6之間為溝道區(qū)；

所述第一個(gè)二維材料層3與第二個(gè)二維材料層4的材質(zhì)不同，所述第一個(gè)二維材料層3為鐵電材料；所述第二個(gè)二維材料層4與源電極5及漏電極6之間能形成歐姆接觸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二維材料異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于：所述第一個(gè)二維材料層選用CuInP₂S₆、BaTiO₃或KH₂PO₄，所述第二個(gè)二維材料層選用WS₂、WSe₂、InSe或MoS₂。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種二維材料異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于：所述第一個(gè)二維材料層選用CuInP₂S₆，厚度為30nm～100nm；所述第二個(gè)二維材料層選用WS₂，厚度為10nm～70nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二維材料異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于：所述導(dǎo)電襯底選自硅襯底或銅襯底；所述絕緣介質(zhì)層的材質(zhì)選自SiO₂、SiC、SiN、HfO₂或TiO₂。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二維材料異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于：所述柵電極、源電極和漏電極所采用的金屬為Au、Cu、Ni、Ti、Cr、和Ag中的一種或者兩種。優(yōu)選為Ti/Au。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一種所述的二維異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：在基底上制備柵電極；所述基底包括一層導(dǎo)電襯底以及一層絕緣介質(zhì)層；

S2：利用干法轉(zhuǎn)移法，在柵電極上制備第一個(gè)二維材料層；

S3：利用干法轉(zhuǎn)移法，在第一個(gè)二維材料層上制備第二個(gè)二維材料層，使第二個(gè)二維材料層與柵電極不在同一垂直方向上；

S4：在第二個(gè)二維材料層上制備源漏電極并退火，使所述第二個(gè)二維材料層與源電極和漏電極之間形成歐姆接觸，得到二維材料異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于：步驟S1中，所述基底為SiO₂/Si。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于：步驟S4中，所述退火的溫度為150℃，時(shí)間為30min，退火環(huán)境為氮?dú)饣驓鍤狻?/p>

9.權(quán)利要求1-5任意一種所述的二維材料異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管或權(quán)利要求6-8任意一種所述的制備方法制備的二維材料異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管在光電領(lǐng)域的應(yīng)用。