一种硫化物场效应晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及二维纳米材料制备及其应用领域，现阶段场效应晶体管制备工艺需要经过考虑衬底与生长材料之间的晶格匹配、衬底材料加热生长，掺杂等多道复杂工艺。二维硫化物材料以其超薄的材料厚度，载流子迁移率和带隙宽度可调控，与衬底之间不需要严格的晶格匹配等优点，利用其作为场效应晶体管的导电沟道材料，提供一种简单、快速、有效制备二维硫化物晶体场效应晶体管的方法，二维纳米硫化物材料及场效应晶体管的制备适用于半导体器件，集成电路等领域。

Sulfide field effect transistor and preparation method thereof

The present invention relates to two-dimensional nano materials and its application field, current field effect transistor fabrication process needs to be considered between the substrate and the growth of materials lattice matched substrate materials, heating growth, doping and other multi-channel complex process. Two dimensional sulfide material with the material thickness thin, carrier mobility and the width of band gap can be controlled, not strictly advantages of lattice matching needs and using it as a substrate, a conductive channel material field effect transistor, provides a simple, fast and effective preparation method of sulfide crystal field effect transistor of two dimensional. Two dimensional nano sulfide materials and field effect transistor preparation for semiconductor devices, integrated circuits and other fields.

【技术实现步骤摘要】
一种硫化物场效应晶体管及其制备方法
本专利技术涉及二维纳米材料制备及其应用领域，是一种简单、快速、有效制备二维硫化物晶体，并且利用其作为导电沟道材料制备场效应晶体管的方法。适用于半导体器件，集成电路等领域。
技术介绍
IC工业中随着器件尺寸越来越小，传统的硅基半导体已经逐步接近材料本身的物理极限。硅基微电子技术愈来愈受到短沟道效应，量子隧穿效应，功率损耗等因素的挑战，急需找到能够替代硅的下一代半导体材料。随着2004年石墨烯的发现，开始掀起一阵研究二维材料的浪潮。当过渡金属二硫化物(TMDCs)由体材料变为二维结构时，电子的能带结构会由间接带隙变为直接带隙，这会使过渡金属二硫化物的光学和电学性能发生很大的变化，被誉为半导体界的“石墨烯”。二维材料以其超薄的材料厚度，载流子迁移率和带隙宽度可调控，与衬底之间不需要严格的晶格匹配等优点，在半导体器件应用方面展现出了极大的应用潜力。这其中，像过渡金属二硫化物中的二硫化钼、二硫化钨和二硫化锡等具有较宽带隙有利于克服器件的短沟道效应，制备出更小尺寸的器件；材料具有层状结构，层与层之间仅靠微弱的范德瓦耳斯力结合在一起，容易通过机械剥离法制备成二维本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术属于晶体管技术领域，具体涉及一种场效应晶体管及其制备方法，其特征在于：包括衬底，设置于衬底上的栅极，设置于栅极表面的绝缘层，设置于上述绝缘层上的二维半导体层，设置于所述二维半导体层上的源极和漏极，所述二维半导体层为晶体结构破坏少，纯度高，只有几个原子层厚度的二维硫化物晶体，保证了薄膜晶体管的电学性能。

【技术特征摘要】
1.本发明属于晶体管技术领域，具体涉及一种场效应晶体管及其制备方法，其特征在于：包括衬底，设置于衬底上的栅极，设置于栅极表面的绝缘层，设置于上述绝缘层上的二维半导体层，设置于所述二维半导体层上的源极和漏极，所述二维半导体层为晶体结构破坏少，纯度高，只有几个原子层厚度的二维硫化物晶体，保证了薄膜晶体管的电学性能。2.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其特征在于：1)衬底材料可以是硅衬底，也可以是蓝宝石衬底；2)栅极材料可以是衬底硅同时作为栅极，也可以是金属钛、金、钯等；3)绝缘层可以是二氧化硅、氮化硼等；4)二维硫化物晶体层可以是二硫化钨、二硫化钼、二硫化锡等；5)源极和漏极材料可以是钛、金、钯等。3.根据权利要求1和2，二维硫化物晶体层制备方法符合如下特征：所述二维半导体是采用机械剥离的方法或采用化学气相沉积法来制备，机械剥离法操作简单、快速、成本低，化学气相沉积法可以生长出大面积二维晶体。4.根据权利要求1、2和3，所述二维半导体采用机械剥离的方法符合如下特征：1)制备过程为将晶体置于两片长方形PET膜粘性面之间，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：何大伟，张璐，何家琪，王永生，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11