[发明专利]基于二维材料的共电极三维器件结构及其制作方法

权利要求书

1.一种基于二维材料的共电极三维器件结构，其特征在于，所述三维器件结构包括：

衬底；

第一二维材料功能层，位于所述衬底上，所述第一二维材料功能层形成有第一源区及第一漏区；

第一二维材料介质层，位于所述第一二维材料功能层上；

二维材料共栅极层，位于所述第一二维材料介质层上并位于所述第一源区及所述第一漏区之间；

第二二维材料介质层，位于所述二维材料共栅极层上；

第二二维材料功能层，位于所述第二二维材料介质层上，所述第二二维材料功能层形成有第二源区及第二漏区；

源极，连接所述第一源区及第二源区并实现所述第一源区及第二源区的电引出；

漏极，连接所述第一漏区及第二漏区并实现所述第一漏区及第二漏区的电引出。

2.根据权利要求1所述的基于二维材料的共电极三维器件结构，其特征在于：所述第一二维材料功能层包括一层或多层二维材料层，所述多层二维材料层的材料相同或不同，所述第二二维材料功能层包括一层或多层二维材料层，所述多层二维材料层的材料相同或不同。

3.根据权利要求2所述的基于二维材料的共电极三维器件结构，其特征在于：所述二维材料层的材料包括具有半导体二维材料特性的单元素烯、氧化石墨烯、过渡金属硫属化合物及氧化物中的一种。

4.根据权利要求2所述的基于二维材料的共电极三维器件结构，其特征在于：所述二维材料层的材料包括MoS₂、MoSe₂、MoTe₂、WS₂、WSe₂、WTe₂、ZrS₂、ZrSe₂、Bi₂Se₃、GaSe、GaTe、InSe、SnSe₂、锑烯及氧化石墨烯中的一种。

5.根据权利要求1所述的基于二维材料的共电极三维器件结构，其特征在于：所述第一二维材料介质层及所述第二二维材料介质层包括六方氮化硼。

6.根据权利要求1所述的基于二维材料的共电极三维器件结构，其特征在于：所述二维材料共栅极层包括石墨烯。

7.根据权利要求1所述的基于二维材料的共电极三维器件结构，其特征在于：所示第二二维材料介质层及所述第二二维材料功能层为覆盖部分所述二维材料共栅极层并显露另一部分的二维材料共栅极层，以实现所述二维材料共栅极层的电引出。

8.根据权利要求1所述的基于二维材料的共电极三维器件结构，其特征在于：所述第一源区与所述第二源区垂直对准，所述源极垂直穿过所述第二二维材料功能层、第二二维材料介质层及所述第一二维材料介质层以连接所述第一源区及第二源区，所述第一漏区与所述第二漏区垂直对准，所述漏极垂直穿过所述第二二维材料功能层、第二二维材料介质层及所述第一二维材料介质层以连接所述第一漏区及第二漏区。

9.一种基于二维材料的共电极三维器件结构的制作方法，其特征在于，包括步骤：

1）提供一衬底；

2）于所述衬底上形成第一二维材料功能层，所述第一二维材料功能层形成有第一源区及第一漏区；

3）于所述第一二维材料功能层上形成第一二维材料介质层；

4）于所述第一二维材料介质层上形成二维材料共栅极层，所述二维材料共栅极层位于所述第一源区及所述第一漏区之间；

5）于所述二维材料共栅极层上及所述第一二维材料介质层上形成第二二维材料介质层；

6）于所述第二二维材料介质层上形成第二二维材料功能层，所述第二二维材料功能层形成有第二源区及第二漏区；

7）制作源极与漏极，所述源极连接所述第一源区及第二源区并实现所述第一源区及第二源区的电引出，所述漏极连接所述第一漏区及第二漏区并实现所述第一漏区及第二漏区的电引出。