[发明专利]一种将金属电极转移至二维材料上的方法

说明书

本发明公开了一种将金属电极转移至二维材料上的方法，其包括：获取待转移结构，所述待转移结构包括衬底、形成于衬底上的过渡层以及形成于过渡层上的金属电极图案；对所述过渡层进行湿法刻蚀，去除未被金属电极图案覆盖的所述过渡层；通过有机柔性材料将待转移结构中的金属电极图案从所述过渡层上整体粘起并贴合至目标结构中的二维材料上；去除所述有机柔性材料，完成金属电极与二维材料的范德华接触。通过引入过渡层并结合湿法刻蚀和干法转移，使得容易实现待转移图案的整体剥离，大大提高了制备的成功率，且通过范德华力结合金属电极和二维材料，能够大大提高两者的接触性能。

技术领域

本发明属于半导体结构制备技术领域，更具体地，涉及一种将金属电极转移至二维材料上的方法。

背景技术

在信息处理量与日俱增的今天，电路的集成度不断提高，驱使着器件朝着小型化的方向发展。但是，随着尺寸进一步缩小，传统硅基器件面临着短沟道效应等物理限制问题。二维材料作为一种新型材料，在光、电、磁、热等方面展示出了优异性质，吸引了广泛的研究兴趣。在尺寸缩小至10nm级别以下时，二维材料仍能维持良好的受栅控能力，可以有效缓解短沟道效应。因此，二维材料有望成为下一代半导体材料。

然而，接触电阻在低维器件中是一个不能忽略的问题。在传统的器件制备工艺流程中，通过在二维材料上直接沉积金属，由于金属和二维材料界面上复杂的相互作用，例如金属和二维材料之间形成的化学键、金属与二维材料之间发生的界面应变、二维材料表面吸附的水和碳氢化合物、器件制备过程中二维材料表面受到的高能金属原子轰击以及制备过程中的光刻胶残留等因素都使得金属与二维材料之间的接触性能下降。并且，随着器件尺寸的减小，金属电极与二维材料之间的接触电阻会变得愈发明显，甚至主导器件的电性能。因此，需要提出一种有效的方法改善金属与二维材料的接触问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种将金属电极转移至二维材料上的方法，其目的在于解决金属电极与二维材料之间接触性能较差的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种将金属电极转移至二维材料上的方法，其包括：

获取待转移结构，所述待转移结构包括衬底、形成于衬底上的过渡层以及形成于过渡层上的金属电极图案；

对所述过渡层进行湿法刻蚀，去除未被金属电极图案覆盖的所述过渡层；

通过有机柔性材料将待转移结构中的金属电极图案从所述过渡层上整体粘起并贴合至目标结构中的二维材料上；

去除所述有机柔性材料，完成金属电极与二维材料的范德华接触。

优选地，所述获取待转移结构，包括：

提供转移衬底；

在所述转移衬底上生长过渡层；

在所述过渡层上形成图案化的光刻胶层；

蒸镀金属材料并去除光刻胶层，得到位于所述过渡层上的金属电极图案。

优选地，所述过渡层的高度范围为250nm～350nm。

优选地，所述金属电极图案包括底部的Cr和顶部的Au，其中Cr的高度范围为8nm～12nm，Au的高度范围为40nm～120nm。

优选地，对所述过渡层进行刻蚀，去除未被金属电极图案覆盖的所述过渡层以及部分被所述金属电极图案覆盖的过渡层。

优选地，所述有机柔性材料包括柔性支撑层和位于所述柔性支撑层上的柔性黏附层，所述有机柔性材料通过所述柔性黏附层粘起金属电极图案。

优选地，所述柔性支撑层包括PDMS或PMMA，所述柔性黏附层包括PVA；

去除所述有机柔性材料包括：