[发明专利]一种MoS2基量子阱型调制掺杂场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种MoS₂基量子阱型调制掺杂场效应晶体管，其特征在于：自下至上依次包括衬底、AlN缓冲层、AlGaN缓冲层、GaN层、量子阱型结构层，所述量子阱型结构层为MoS_2xSe_2(1-x)层/MoS₂层/MoS_2xSe_2(1-x)层；所述量子阱型结构层的上方设有源电极、漏电极和栅电极；栅电极设置在源电极和漏电极之间。

2.根据权利要求1所述MoS₂基量子阱型调制掺杂场效应晶体管，其特征在于：量子阱型结构层中MoS_2xSe_2(1-x)层相同或不同，0.2≤x≤0.9。

3.根据权利要求1所述MoS₂基量子阱型调制掺杂场效应晶体管，其特征在于：所述衬底包括蓝宝石、Si、SiC、GaN、ZnO、LiGaO₂、LaSrAlTaO₆、Al或Cu；

源电极和漏电极为MoO₃/Au、Ti/Al/Ni/Au或Ni/Au，Au位于最顶层；

栅电极为ZrO₂/Ni或TiO₂/Ni，ZrO₂、TiO₂设置于量子阱型结构层的上方。

4.根据权利要求1所述MoS₂基量子阱型调制掺杂场效应晶体管，其特征在于：MoS_2xSe_2(1-x)层的厚度为10-30nm，MoS₂层的厚度为5-20nm；AlN缓冲层的厚度为100-250nm；AlGaN缓冲层的厚度为300～500nm，AlGaN缓冲层中Al/N摩尔比＝0.1～0.9；GaN层的厚度为400～1500nm。

5.根据权利要求1～4任一项所述MoS₂基量子阱型调制掺杂场效应晶体管的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)在衬底上通过金属有机气相外延法依次生长AlN缓冲层、AlGaN缓冲层和GaN层；

(2)通过分子束外延法，以MoO₃、S粉末和Se粉末为源，在GaN层上生长MoS_2xSe_2(1-x)层，0.2≤x≤0.9；

(3)通过分子束外延法，以MoO₃和S粉末为源，在步骤(2)的MoS_2xSe_2(1-x)层上生长MoS₂层；

(4)通过分子束外延法，以MoO₃、S粉末和Se粉末为源，在MoS₂层上生长MoS_2xSe_2(1-x)层，0.2≤x≤0.9；

(5)通过电子束蒸发法和剥离技术，在步骤(4)的MoS_2xSe_2(1-x)层上沉积金属层，形成欧姆接触电极，作为源/漏电极；

(6)通过电子束蒸发法和剥离技术，在步骤(4)的MoS_2xSe_2(1-x)层上沉积金属层，形成肖特基接触电极，作为栅电极。

6.根据权利要求5所述MoS₂基量子阱型调制掺杂场效应晶体管的制备方法，其特征在于：步骤(5)中在步骤(4)的MoS_2xSe_2(1-x)层上沉积金属层是指在步骤(4)的MoS_2xSe_2(1-x)层上依次沉积MoO₃/Au，Ti/Al/Ni/Au四层金属或Ni/Au两层金属，高温退火，形成欧姆接触电极。

7.根据权利要求6所述MoS₂基量子阱型调制掺杂场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述高温退火的温度为700～900℃。

8.根据权利要求5所述MoS₂基量子阱型调制掺杂场效应晶体管的制备方法，其特征在于：步骤(6)中在步骤(4)的MoS_2xSe_2(1-x)层上沉积金属层是指在步骤(4)的MoS_2xSe_2(1-x)层上依次沉积ZrO₂/Ni或TiO₂/Ni，形成肖特基接触电极，作为栅电极。