低温CVD生长二维半导体材料的方法技术

本发明专利技术提供一种低温CVD生长二维半导体材料的方法，采用直接在热受限目标衬底上低温生长二维半导体材料的方式，通过在钼源中混合低熔点稀散金属，使前驱体通过稀散金属共熔体的形式在较低的温度下蒸发，达到降低前驱体蒸发温度的目的，避免高温导致的介电层结晶漏电，同时避免因转移带来的褶皱、残胶以及试剂污染的引入。的引入。的引入。

【技术实现步骤摘要】
低温CVD生长二维半导体材料的方法


[0001]本专利技术涉及半导体材料
，具体而言涉及一种低温CVD生长二维半导体材料的方法。

技术介绍

[0002]自石墨烯发现以来，二维材料由于其非凡的物理、电子和光电子特性引起了广泛的关注和研究。发展至今，二维材料形成了庞大的家族，包括了石墨烯、过渡金属硫族化合物、黑磷等几大类别，其中被研究最为广泛的是过渡金属硫族化合物中的二维半导体材料。以二硫化钼为例，单层二硫化钼拥有良好的电学性能，室温下电子迁移率最高可达200cm2V
‑1s
‑1、电流开关比约109，在高性能逻辑电路中拥有巨大的应用潜力，有希望在后摩尔时代大放异彩。
[0003]现有技术中，常用的二维半导体材料的制备方法是化学气相沉积(CVD)，传统CVD生长中，生长温度过高，若直接在热受限目标衬底(如用于三维集成的硅基后道集成衬底等)上进行二维材料生长，易使介电隔离层结晶，从而导致介电隔离层漏电。因此，通常采用在生长衬底上(如蓝宝石等)合成二维半导体材料，再将其从生长衬底上转移到目标衬底(如HfO2)上制备成场效应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温CVD生长二维半导体材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：将钼源、生长促进剂和稀散金属粉源研磨混合，得到混合粉源；其中，稀散金属的熔点不高于452℃；将硫族粉末均匀平铺至第一石英舟中，将混合粉源均匀平铺至第二石英舟中，并将衬底放置于所述第二石英舟上，且衬底上的介电层面面向第二石英舟；采用双温区管式炉，在石英管腔室内沿气体流动方向设置第一温区和第二温区，将所述第一石英舟置于第一温区，将所述第二石英舟置于第二温区，且第一石英舟和第二石英舟之间保持间距；将石英管腔室抽真空，然后持续通入载气，控制石英管腔室气压在反应所需压强，气压稳定后对第一温区和第二温区同时进行升温至预设温度，使硫族粉末形成的第一前驱体蒸发，以及混合粉源形成的第二前驱体通过稀散金属共熔体的形式蒸发；其中，第二前驱体的初始蒸发温度不高于第二温区的预设温度；升温完成后进行保温生长，由载气携带蒸发出的第一前驱体和第二前驱体在衬底的介电层面发生化学气相沉积反应，并沉积目标材料；反应完成的同时关闭加热源，石英管腔室温度自然冷却至常温即完成生长，得到目标材料，即所需的二维半导体材料。2.根据权利要求1所述的低温CVD生长二维半导体材料的方法，其特征在于，所述硫族粉末为硫粉或硒粉。3.根据权利要求1所述的低温CVD生长二维半导体材料的方法，其特征在于，所述硫族粉末平铺在第一石英舟上的质量范围为0.1g
‑
1g，平铺面积为2cm2‑
8 cm2。4.根据权利要求1所述的低温CVD生长二维半导体材料的方法，其特征在于，混合粉源中，钼源为MoO3，生长促进剂为Na...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜泽毅，吴燕庆，黄春晖，胡城伟，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：