【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件，尤其涉及一种1t’-mote2/ga2o3肖特基型栅场效应晶体管及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，宽带隙材料β-ga2o3由于具备超大的禁带宽度eg(4.7-5.3ev)、较高的临界击穿电场ec(6-8mv/cm)、良好的抗辐照特性及热稳定性等优势，受到了各国科研人员的广泛关注。高质量的β-ga2o3衬底可应用在高压及高功率电子设备上。结合约300cm2v-1s-1的电子迁移率，β-ga2o3展现出极高的baliga优值(fom，3214.1)，远高于同类型的半导体gan和sic。这使得β-ga2o3成为下一代电力电子器件的有力候选者。
2、目前，科研人员已研制出多种低成本的ga2o3块体单晶生长方式，例如光浮区法、czochralski法和导模法等。并且实现了在1016-1019cm-3的宽广范围内调控ga2o3晶体的有效载流子浓度。此外，与其他宽带隙材料相比，β-ga2o3的另一个独特性质在于能够利用简单的机械剥离法获得低维的β-ga2o3纳米带。研究人员也已制备出多种不同的基于β-ga2o3纳米带的三端器件，例如底栅场效应晶体管(fet)、顶栅fet和双栅fet等。
3、但是，由于β-ga2o3沟道层器件的研制仍处于发展初期，还面临着许多技术性的难题等待解决。例如，常见的β-ga2o3 mosfet一般需要很大的开启电压，并且存在着β-ga2o3/栅介质界面缺陷的问题，很难满足实际应用需求。另一方面，宽带隙半导体器件由于具备很强的抗辐照特性，被广泛地应用于开发人造卫星和
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种1t’-mote2/ga2o3肖特基型栅场效应晶体管及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题。
2、本专利技术中所述一种1t’-mote2/ga2o3肖特基型栅场效应晶体管，在sio2/p-si衬底上设有β-ga2o3纳米带，所述β-ga2o3纳米带两侧分别连接漏极和源极；在所述β-ga2o3纳米带上表面设置1t’-mote2纳米片，1t’-mote2纳米片一端与β-ga2o3纳米带连接，另一端连接栅极。
3、所述1t’-mote2纳米片一端与β-ga2o3纳米带中部连接。
4、所述sio2/p-si衬底包括从上至下依次层叠的sio2层和p型si层，所述β-ga2o3纳米带设置在sio2层远离p型si层的端面。
5、所述sio2厚度为100nm。
6、所述1t’-mote2纳米片为1t’相的少层二维材料。
7、所述1t’-mote2纳米片与β-ga2o3纳米带在sio2/p-si衬底上端面的延伸方向垂直。
8、本专利技术中所述制备方法，用于制备如上所述一种1t’-mote2/ga2o3肖特基型栅场效应晶体管，包括以下步骤：
9、s1.制备sio2/p-si衬底；
10、s2.制备β-ga2o3纳米带及两端电极；
11、s3.制备1t’-mote2纳米片以形成肖特基势垒栅。
12、所述步骤s1具体为：使用等离子体增强化学气相沉积工艺在p型si层上生长100nm的sio2层；依次用丙酮、乙醇及去离子水分别超声波清洗20min，去除衬底表面的有机杂质，最后用氮气吹干。
13、所述步骤s2具体包括以下子步骤：
14、s21.使用3m胶带从β-ga2o3块体单晶的(100)晶面上机械剥离出厚度140nm的β-ga2o3纳米带，并转移至步骤s1的sio2/p-si衬底上；
15、s22.在匀胶机托盘上，旋涂电子束光刻胶；匀胶机转速：前转500rad/min，前转时间5s；后转4000rad/min，后转时间65s；
16、s23.在烘胶台上软烘，烘胶台加热温度170℃，烘胶时间3min40s；
17、s24.进行电子束曝光，在β-ga2o3纳米带的两端对称制作漏极和源极图案；
18、s25.泡于显影液中显影，显影时间65s，取出后用n2吹干；再浸泡于异丙醇溶液中定影，定影时间65s，取出后用n2吹干；
19、s26.采用电子束蒸发工艺在有光刻图案的一面沉积叠层金属ti/al/au，分别用作器件的源极及漏极；叠层金属的厚度是15/90/80nm，形成温度为50℃；
20、s27.浸泡在丙酮溶液中，使用超声机清洗剥离剩余的光刻胶，直至表面图案完全显现，用去离子水冲净，用n2吹干；
21、s28.使用快速热退火设备进行氮气条件下退火，以得到欧姆接触的电极；退火温度460℃，退火时间90s。
22、所述步骤s3具体包括以下子步骤：
23、s31.使用蓝膜从1t’相的mote2块体晶体上机械剥离出30nm厚度的少层1t’-mote2纳米片，并转移至平整的pdms上；
24、s32.在二维材料转移平台的辅助下，将步骤s31得到的样品对准转移至β-ga2o3纳米带的中间区域，样品台加热温度70℃；
25、s33.将步骤s32得到的样品固定在匀胶机托盘上，旋涂电子束光刻胶。匀胶机转速：前转500rad/min，前转时间5s；后转4000rad/min，后转时间65s；
26、s34.在烘胶台上软烘，加热温度90℃，烘胶时间3min；
27、s35.进行电子束曝光，在1t’-mote2纳米片的一端制作电极图案；
28、s36.浸泡在显影液中显影，显影时间65s，取出后用n2吹干；再将浸泡在异丙醇中定影，定影时间65s，取出后用n2吹干；
29、s37.使用电子束蒸发工艺在样品有光刻图案的一面沉积叠层金属ti/au，用作器件的栅极：叠层金属的厚度10/50nm，形成温度为50℃；
30、s38.浸泡于丙酮溶液中并放置在热板上加热，热板温度50℃，加热时间1h，取出后用去离子水冲净，直至表面图案完全显现，用n2吹干，得到最终器件。
31、本专利技术中所述一种1t’-mote2/ga2o3肖特基型栅场效应晶体管及其制备方法，其优点在于，使用了二维金属1t’-mote2纳米片作为肖特基势垒栅，它能与β-ga2o3纳米带沟道之间形成高质量的范德瓦尔斯界面结，提升晶体管的栅调控能力与界面特性，从而实现器件很小的开启电压、很低的关断电流、较高的开关电流比和陡峭的亚阈值摆幅。即使在深低温下，器件依然保持极小的滞回与良好的电学特性。解决了现有技术中ga2o3微纳晶体管开启电压过高的问题，不仅能应用在常温下，也能应用在深低温环境中，在太空探索和军事领域具有广阔的应用前景。此外，纳米片/纳米带复合结构晶体管成品本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种1T'-MoTe2/Ga2O3肖特基型栅场效应晶体管，其特征在于，在SiO2/p-Si衬底上设有β-Ga2O3纳米带，所述β-Ga2O3纳米带两侧分别连接漏极和源极；在所述β-Ga2O3纳米带上表面设置1T’-MoTe2纳米片，1T’-MoTe2纳米片一端与β-Ga2O3纳米带连接，另一端连接栅极。
2.根据权利要求1所述一种1T'-MoTe2/Ga2O3肖特基型栅场效应晶体管，其特征在于，所述1T’-MoTe2纳米片一端与β-Ga2O3纳米带中部连接。
3.根据权利要求1所述一种1T'-MoTe2/Ga2O3肖特基型栅场效应晶体管，其特征在于，所述SiO2/p-Si衬底包括从上至下依次层叠的SiO2层和p型Si层，所述β-Ga2O3纳米带设置在SiO2层远离p型Si层的端面。
4.根据权利要求3所述一种1T'-MoTe2/Ga2O3肖特基型栅场效应晶体管，其特征在于，所述SiO2厚度为100nm。
5.根据权利要求1所述一种1T'-MoTe2/Ga2O3肖特基型栅场效应晶体管，其特征在于，所述1T’-MoTe2纳米片为1T
6.根据权利要求1所述一种1T'-MoTe2/Ga2O3肖特基型栅场效应晶体管，其特征在于，所述1T’-MoTe2纳米片与β-Ga2O3纳米带在SiO2/p-Si衬底上端面的延伸方向垂直。
7.制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1至6任一项所述一种1T'-MoTe2/Ga2O3肖特基型栅场效应晶体管，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：使用等离子体增强化学气相沉积工艺在p型Si层上生长100nm的SiO2层；依次用丙酮、乙醇及去离子水分别超声波清洗20min，去除衬底表面的有机杂质，最后用氮气吹干。
9.根据权利要求8所述制备方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下子步骤：
10.根据权利要求9所述制备方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下子步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种1t'-mote2/ga2o3肖特基型栅场效应晶体管，其特征在于，在sio2/p-si衬底上设有β-ga2o3纳米带，所述β-ga2o3纳米带两侧分别连接漏极和源极；在所述β-ga2o3纳米带上表面设置1t’-mote2纳米片，1t’-mote2纳米片一端与β-ga2o3纳米带连接，另一端连接栅极。
2.根据权利要求1所述一种1t'-mote2/ga2o3肖特基型栅场效应晶体管，其特征在于，所述1t’-mote2纳米片一端与β-ga2o3纳米带中部连接。
3.根据权利要求1所述一种1t'-mote2/ga2o3肖特基型栅场效应晶体管，其特征在于，所述sio2/p-si衬底包括从上至下依次层叠的sio2层和p型si层，所述β-ga2o3纳米带设置在sio2层远离p型si层的端面。
4.根据权利要求3所述一种1t'-mote2/ga2o3肖特基型栅场效应晶体管，其特征在于，所述sio2厚度为100nm。
5.根据权利要求1所述一种...
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