【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体集成电路的，更具体地，涉及一种基于二维材料的电路元件的制备方法和逻辑电路。
技术介绍
1、传统的硅基集成电路技术已经不能维系摩尔定律所预言的发展速度和趋势，因而需要寻找能够替代传统半导体材料的新材料来继续推动集成电路技术的发展。二维材料以其远超于硅材料的优异电学、热学及力学性能受到了研究者的广泛关注，二维材料电子学逐渐成为可能替代硅基半导体技术的新领域。相比于硅基材料，二维材料具有更高的载流子浓度、迁移率以及更优异的热学、力学性质，基于二维材料制备的集成电路因而具有功耗更小、算力更高的优势。
2、但是目前，由于二维材料的性能较依赖于二维材料的表面，而传统半导体制备工艺中光刻胶等直接作用于二维材料的表面，对二维材料引入了大量的掺杂与缺陷，导致二维材料的性能明显降低，无法保持二维材料本身的优异的电学性能。
技术实现思路
1、为解决现有技术中的技术问题中的至少之一，本专利技术实施例提供一种基于二维材料的电路元件的制备方法和逻辑电路，避免了整个工艺过程中对二维材料的影响，保证了二维材料的性能的完整，使得基于二维材料的电路元件具有优异的高算力和低功耗性能，并避免了复杂的工艺流程。
2、根据本专利技术一个方面的专利技术构思，提供了一种基于二维材料的电路元件的制备方法，包括：在衬底上生长二维材料；在上述衬底上形成覆盖上述二维材料的第一介电层；按照预定图形，去除位于上述衬底上的目标区域的第一介电层材料和二维材料，得到图形化的第一介电层和位于上述图形化的第
3、可选地，上述按照预定图形，去除位于上述衬底上的目标区域的第一介电层材料和二维材料，得到图形化的第一介电层和位于上述图形化的第一介电层下的二维材料包括：按照上述预定图形，去除位于上述目标区域的上述第一介电层材料，得到图形化的第一介电层；按照上述图形化的第一介电层的图形，去除位于上述目标区域的上述二维材料，得到上述图形化的二维材料。
4、可选地，上述制备方法还包括：在上述电路元件的表面形成第二介电层，以对上述电路元件进行封装。
5、可选地，制作上述第一介电层或上述第二介电层的材料为以下任一种：硼氮化物、三氧化二铝、氧化铪、三氧化二钇和二氧化硅；形成上述第一介电层或上述第二介电层的方式为机械剥离、原子层沉积、电子束蒸镀和磁控溅射中的任一种。
6、可选地，形成上述金属层的方式为转移、电子束蒸镀、热蒸发中的任一种。
7、可选地，上述衬底的材料为以下任一种：硅、二氧化硅和碳化硅；上述二维材料为以下任一种：石墨烯、过渡族金属硫化物、黑磷、过渡金属碳化物、过渡金属氮化物和过渡金属碳氮化物。
8、可选地，上述电路元件为场效应管，且上述二维材料构成上述场效应管中的沟道层。
9、根据本专利技术另一个方面的专利技术构思，还提供了一种基于二维材料的逻辑电路，包括两个上述的场效应管，两个上述场效应管以共用源极的形式相连，每个上述场效应管包括：衬底；沟道层，形成在上述衬底上，上述沟道层的材料为二维材料；第一介电层，形成在上述沟道层上；栅极，设置在上述第一介电层上；以及源极和漏极，设置在上述衬底上且分别位于上述沟道层的两侧，上述源极和上述漏极被配置为将上述沟道层的信号引出；其中，在上述源极和上述栅极之间的电压差满足阈值电压的情况下，上述沟道层中的电流降低，使得上述场效应管处于关态；并且其中，在两个上述场效应管均处于上述关态的情况下，上述逻辑电路被配置为输出高电平信号。
10、可选地，上述源极和上述漏极的厚度均小于上述第一介电层的厚度，以使上述栅极和上述源极、上述漏极隔离设置。
11、可选地，每个上述场效应管还包括：第二介电层，形成于上述场效应管的表面，以对上述场效应管进行封装。
12、根据本专利技术实施例的一种基于二维材料的电路元件的制备方法和逻辑电路，通过在衬底上形成覆盖二维材料的第一介电层，第一介电层可以起到保护二维材料的掩膜作用，全程规避光刻胶等工艺对二维材料的影响，保证了二维材料的性能的完整，使得基于二维材料的电路元件具有优异的高算力和低功耗性能，并且避免了复杂的工艺流程。
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1.一种基于二维材料的电路元件的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述按照预定图形，去除位于所述衬底上的目标区域的第一介电层材料和二维材料，得到图形化的第一介电层和位于所述图形化的第一介电层下的二维材料包括：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，制作所述第一介电层或所述第二介电层的材料为以下任一种：硼氮化物、三氧化二铝、氧化铪、三氧化二钇和二氧化硅；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，形成所述金属层的方式为转移、电子束蒸镀、热蒸发中的任一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述衬底的材料为以下任一种：硅、二氧化硅和碳化硅；
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电路元件为场效应管，且所述二维材料构成所述场效应管中的沟道层。
8.一种基于二维材料的逻辑电路，其特征在于，包括两个如权利要求7中所述的场效应管，两个所述场效应管以共用源极的形式相连
9.根据权利要求8所述的逻辑电路，其特征在于，所述源极和所述漏极的厚度均小于所述第一介电层的厚度，以使所述栅极和所述源极、所述漏极隔离设置。
10.根据权利要求8所述的逻辑电路，其特征在于，每个所述场效应管还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于二维材料的电路元件的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述按照预定图形，去除位于所述衬底上的目标区域的第一介电层材料和二维材料，得到图形化的第一介电层和位于所述图形化的第一介电层下的二维材料包括：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，制作所述第一介电层或所述第二介电层的材料为以下任一种：硼氮化物、三氧化二铝、氧化铪、三氧化二钇和二氧化硅；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，形成所述金属层的方式为转移、电子束蒸镀、热蒸发中的任一种。
【专利技术属性】
技术研发人员：马雷，李睿，张凯敏，郝路珍，田昊，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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