[发明专利]一种基于低维材料的波导晶体管探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于低维材料的波导晶体管探测器，其特征在于，包括：

SOI层，所述SOI层包括：底层(1)和波导(2)，在底层(1)上设有波导(2)，其中，所述波导(2)的宽度为450nm，高度为220nm；

低维半导体层(3)，覆盖在所述底层(1)和所述波导(2)上方；

源极(4)，设置在所述低维半导体层(3)的上方，位于所述波导(2)的一侧；

漏极(5)，设置在所述低维半导体层(3)的上方，位于所述波导(2)的另一侧；

栅极(6)，设置在所述低维半导体层(3)的上方，位于所述波导(2)的上方；

栅介质层(8)，所述栅介质层(8)覆盖在位于所述波导(2)顶部的低维半导体层(3)上方，所述栅极(6)设置在所述栅介质层(8)的上方；

所述底层(1)包括：硅衬底层(11)和二氧化硅层(12)，在所述硅衬底层(11)上覆盖二氧化硅层(12)，所述波导(2)设置在所述二氧化硅层(12)上；

还包括隔离层(7)，覆盖在所述二氧化硅层(12)和所述波导(2)上方，所述低维半导体层(3)覆盖在所述隔离层(7)上方；

所述隔离层(7)的选用材料包括：氧化铝和/或氧化铪，隔离层(7)的厚度为3-5nm；

所述源极(4)和所述漏极(5)的选用材料包括下列至少之一：钛、金、钯、铂、钪，所述源极(4)和所述漏极(5)宽度为500nm~1μm，所述源极(4)和所述漏极(5)厚度为30nm-70nm。

2.根据权利要求1所述的基于低维材料的波导晶体管探测器，其特征在于，波导(2)包括下列至少之一：硅波导、SiO2波导、Si3N4波导。

3.根据权利要求1所述的基于低维材料的波导晶体管探测器，其特征在于，所述栅介质层(8)的选用材料包括：氧化铝和/或氧化铪。

4.根据权利要求1所述的基于低维材料的波导晶体管探测器，其特征在于，所述低维半导体层(3)的材料选用下列至少之一：碳纳米管薄膜、黑磷、二硫化钼、二硫化钨。

5.根据权利要求1所述的基于低维材料的波导晶体管探测器，其特征在于，所述栅极(6)选用的材料包括：钯和/或氧化铟锡。

6.一种基于低维材料的波导晶体管探测器的制备方法，其特征在于，步骤包括：

预先设置包含底层和波导的SOI层，其中，所述波导的宽度为450nm，高度为220nm，所述底层包括：硅衬底层和二氧化硅层，在所述硅衬底层上覆盖二氧化硅层，所述波导设置在所述二氧化硅层上；

在所述底层和所述波导上方利用沉积工艺覆盖隔离层，其中，所述隔离层的选用材料包括：氧化铝和/或氧化铪；

在所述隔离层上方通过膜转移工艺、或生长工艺设置低维半导体层；

在所述波导顶部的低维半导体层上方利用沉积工艺覆盖栅介质层；

在所述栅介质层的上方设置栅极，在所述栅极两侧的低维半导体层上分别设置漏极和源极，所述漏极和所述源极分别位于所述波导的两侧，其中，所述源极和所述漏极的选用材料包括下列至少之一：钛、金、钯、铂、钪，所述源极和所述漏极宽度为500nm~1μm，所述源极和所述漏极厚度为30nm-70nm。