[发明专利]一种不稳定的二维材料的半导体薄膜场效应管的制备方法

权利要求书

1.一种不稳定的二维材料的半导体薄膜场效应管的制备方法，所述半导体薄膜场效应管由下至上依次包括硅片衬底、不稳定的二维材料、氧化铪薄膜、氧化铝薄膜、源极及漏极，其特征在于，包括步骤如下：

(1)制作带有对准标记的硅片衬底，作为转移基底；

(2)将20-80nm的二维材料转移到硅片衬底上；

(3)在步骤(2)得到的器件的表面沉积氧化铪薄膜；

(4)在步骤(3)得到的器件的表面沉积氧化铝薄膜；

(5)旋涂光刻胶，烘胶，使用紫外曝光或电子束曝光，制作源极电极图形和漏极电极图形；

(6)将步骤(5)制作的器件进行刻蚀，将氧化铝薄膜刻蚀掉，露出不稳定的二维材料；

(7)沉积Ti/Au金属膜；

(8)将器件放置在丙酮中做剥离处理；

(9)在150-200℃条件下对步骤(8)制备的器件退火1h，即得。

2.根据权利要求1所述的一种不稳定的二维材料的半导体薄膜场效应管的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，氧化铝薄膜的厚度为20-40nm。

3.根据权利要求1所述的一种不稳定的二维材料的半导体薄膜场效应管的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，氧化铝薄膜的厚度为30nm。

4.根据权利要求1所述的一种不稳定的二维材料的半导体薄膜场效应管的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，氧化铪薄膜的厚度为1-10nm。

5.根据权利要求1所述的一种不稳定的二维材料的半导体薄膜场效应管的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，氧化铪薄膜的厚度为5nm。

6.根据权利要求1所述的一种不稳定的二维材料的半导体薄膜场效应管的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，沉积温度为130-180℃。

7.根据权利要求1所述的一种不稳定的二维材料的半导体薄膜场效应管的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，沉积温度为150℃。

8.根据权利要求1所述的一种不稳定的二维材料的半导体薄膜场效应管的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，将步骤(2)得到的器件放置到原子层沉积设备中，在步骤(3)得到的器件的表面沉积氧化铝薄膜；原子层沉积设备的载气是纯度大于99.999％的高纯氮气。

9.根据权利要求1所述的一种不稳定的二维材料的半导体薄膜场效应管的制备方法，其特征在于，步骤(6)执行之前，进行如下操作：将器件放置在氧等离子体清洗机处理30s。

10.根据权利要求1所述的一种不稳定的二维材料的半导体薄膜场效应管的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中，将步骤(5)制作的器件放置到电感耦合反应离子刻蚀机中进行刻蚀，刻蚀气体为BCl₃，刻蚀气体的流量为15sccm，电感耦合反应离子刻蚀机的功率为100W，射频功率为50W，刻蚀时间3min，刻蚀厚度30nm。

11.根据权利要求1所述的一种不稳定的二维材料的半导体薄膜场效应管的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，采用光刻刻蚀法制作带有对准标记的硅片衬底。

12.根据权利要求1所述的一种不稳定的二维材料的半导体薄膜场效应管的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，采用机械剥离法，使用胶带剥离数次，制备20-80nm厚的二维InSe材料。

13.根据权利要求1-12任一所述的一种不稳定的二维材料的半导体薄膜场效应管的制备方法，其特征在于，所述步骤(8)中，将器件浸没至40℃丙酮1h，直至光刻胶溶解及其上方Ti/Au金属膜完全剥落，形成源极及漏极。