[发明专利]一种制备大面积高性能n型二维碲化钼场效应晶体管阵列的方法

权利要求书

1.一种制备大面积高性能n型二维碲化钼场效应晶体管阵列的方法，包括以下步骤：

1)在衬底上生长一层1-30nm厚的半导体相碲化钼薄膜；

2)通过光刻、显影、刻蚀的方法图案化半导体相碲化钼薄膜，然后磁控溅射一层1-30nm厚的钨薄膜，剥离光刻胶后得到金属钨和半导体相碲化钼彼此相间的薄膜；

3)以碲单质为碲源，通过化学气相沉积法使步骤2)沉积的钨薄膜与碲反应生成半金属相碲化钨薄膜，从而在衬底上形成半金属相碲化钨和半导体相碲化钼彼此相间的薄膜；

4)通过光刻、显影和刻蚀的方法图案化步骤3)所形成的半金属相碲化钨和半导体相碲化钼彼此相间的薄膜，得到分立的以二维碲化钼为沟道、以二维碲化钨为电极的器件阵列；

5)通过原子层沉积技术在器件阵列上生长一层10-50nm厚的氧化铪薄膜，在形成电介质层的同时实现对二维碲化钼沟道的n型掺杂；

6)通过光刻和电子束蒸发或热蒸发的方法在氧化铪薄膜上制备图案化的顶栅金属电极，即获得大面积高性能n型二维碲化钼场效应晶体管阵列。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述衬底为硅/氧化硅衬底或者绝缘衬底。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)在衬底上生长半导体相碲化钼薄膜的方法是：1a)在衬底上通过磁控溅射或电子束蒸发的方法制备一层钼薄膜；1b)以碲单质为碲源，通过化学气相沉积法使所述钼薄膜与碲反应，在衬底上生长大面积半导体相碲化钼薄膜。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1b)在管式炉中进行，将步骤1a)得到的样品和适量碲粉末放入石英舟中，再将石英舟推至管式炉内进行化学气相沉积。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1b)中进行化学气相沉积的温度控制在580～650℃，时间为1～4h，得到半导体相碲化钼薄膜。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)在管式炉中进行，将步骤2)得到的样品和适量碲粉末放入石英舟中，再将石英舟推至管式炉内进行化学气相沉积。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)进行化学气相沉积的温度控制在500～700℃，时间在0.5h以上，得到半金属相碲化钨薄膜。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)和步骤4)中刻蚀的方法为反应离子刻蚀或电感耦合等离子体刻蚀。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5)进行原子层沉积的前驱体为四(二甲氨基)铪和水，反应温度为90-250℃。