一种场效应晶体管及其制备方法技术

范德瓦尔斯异质结以其原子层级界面，突出的机械柔性和极高的化学稳定性等特点将功能型异质结的研究带向了一个新的纪元。它的层间耦合特性使得打破了在选择制备材料时的束缚，并消除了传统材料在制备异质结构时的巨大限制。本发明专利技术意在提供一种工艺流程简单，对衬底和不同材料间晶格匹配要求低，不需要进行材料掺杂等工艺，而是利用范德瓦耳斯力将二种不同的二维晶体组成异质结结构，再利用该异质结结构作为导电沟道材料制备场效应晶体管及其制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种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场效应晶体管的制备方法，主要是利用范德瓦耳斯力将二种不同的二维晶体组成异质结结构，利用该异质结结构作为导电沟道材料制备场效应晶体管，该器件适用于集成电路等领域。
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，超高的光吸收系数、良好的导电性、非常好的机械强度、延展性、柔性、不同材料之间不需要严格的晶格匹配等优点，在半导体高效率的太阳能电池、光探测器、电子及光电子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石墨烯与只有几个原子层厚度的二维硫化物晶体组成的异质结，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石墨烯与只有几个原子层厚度的二维硫化物晶体组成的异质结，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2，二维晶体半导体层制备方法符合如下特征：所述的石墨烯和二维硫化物晶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。所述的石墨烯和二维硫化物二维半导体的厚度在1-8个原子层的厚度。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，使两片PET膜不断接触和分离达到使晶体变薄的目的。然后将PET膜粘性面与PD...

【专利技术属性】
技术研发人员：何家琪，何大伟，张璐，赵思淇，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