[发明专利]一种二维异质结阵列器件及其制备方法

权利要求书

1.一种二维半导体异质结阵列器件的制备方法，其特征在于， 包括如下步骤：

1）采用气相沉积法于衬底上制备WSe₂/SnS₂二维异质结材料，所述WSe₂/SnS₂二维异质结材料中，上层SnS₂将下层WSe₂完全覆盖，

2）在WSe₂/SnS₂二维异质结材料上制备阵列化金属电极；

3）利用Plasma刻蚀，将任意两组电极之间的WSe₂/SnS₂二维异质结材料去除；将任意两组电极之间的WSe₂/SnS₂二维异质结材料去除的过程为，在WSe₂/SnS₂二维异质结材料上旋涂PMMA胶并烘干，利用电子束曝光的方法在特定位置曝出图案，之后显影、定影，将任意两组电极之间的WSe₂/SnS₂二维异质结材料裸露出来，再进行Plasma刻蚀，从而除去该部分任意两组电极之间的WSe₂/SnS₂二维异质结材料；步骤3）中，Plasma刻蚀的参数为：刻蚀功率为High power；刻蚀时间为1-2min；刻蚀气体选用N₂和O₂的混合气体，气体流速均为0.4-0.6NL/min；

4）利用Plasma刻蚀，将源极电极与漏极电极之间的沟道上的SnS₂材料去除，即获得二维半导体异质结阵列器件；步骤4）中，Plasma刻蚀的参数为： Low power；刻蚀时间为10-20s；刻蚀气体选用N₂和O₂的混合气体，气体流速为0.4-0.6 NL/min；

所述二维半导体异质结阵列器件，包含衬底、位于衬底上的沟道材料层阵列，间隔的位于每个沟道材料层上的两个接触层，以及分别位于两个接触层上的源极电极和漏极电极，沟道材料层与接触层为一体成型的WSe₂/SnS₂异质结材料，其中沟道材料层的材料为WSe₂材料，接触层的材料为SnS₂材料；所述WSe₂材料为两层，所述SnS₂材料为单层。

2.根据权利要求1所述的一种二维半导体异质结阵列器件的制备方法，其特征在于：步骤1）中，先采用物理气相沉积法于SiO₂/Si衬底表面沉积获得WSe₂材料，再采用化学气相沉积法在WSe₂材料表面生长SnS₂材料，获得WSe₂/SnS₂二维异质结材料。

3.根据权利要求1所述的一种二维半导体异质结阵列器件的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述WSe₂/SnS₂二维异质结材料的边长为200-600 µm。

4.根据权利要求1所述的一种二维半导体异质结阵列器件的制备方法，其特征在于：步骤2）中，利用电子束曝光将设计好的阵列化电极定点曝光在步骤1）所得的WSe₂/SnS₂二维异质结材料上，并经过热蒸发镀膜、剥离工艺、加工于WSe₂/SnS₂二维异质结材料表面形成阵列化的源极电极和漏极电极。

5.根据权利要求1所述的一种二维半导体异质结阵列器件的制备方法，其特征在于：所述源极电极和漏极电极的宽度为5-10 µm，所述源极电极和漏极电极之间的导电沟道长度为5-10 µm，宽度为5-10 µm。