[发明专利]以氧化黑磷介电层为顶栅的黑磷场效应晶体管的制备方法

权利要求书

1.一种以氧化黑磷介电层为顶栅的黑磷场效应晶体管的制备方法，其特征在于：利用微机械剥离法得到的薄层黑磷，转移到已图案化制备的电极衬底上，采用氧等离子体刻蚀在薄层黑磷表面形成氧化层作为介质栅。

2.根据权利要求1所述的以氧化黑磷介电层为顶栅的黑磷场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述氧化黑磷介质栅为致密的P_xO_y层。

3.根据权利要求1所述的以氧化黑磷介电层为顶栅的黑磷场效应晶体管的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤S1：在 SiO₂/Si 衬底上利用电子束镀膜制作电极图案；

步骤S2：运用微机械剥离方法将块体黑磷减薄至若干黑磷层，定点转移到已图案化制备的 SiO₂/Si 衬底的金电极上；

步骤S3：利用氧等离子体刻蚀的方法，在源电极和漏电极上的黑磷纳米片表面形成一层致密的氧化层 P_xO_y；

步骤S4：利用微机械剥离法获得薄层石墨烯，转移薄层石墨烯连接栅电极和 P_xO_y 介质栅，以石墨烯作为接触电极。

4.根据权利要求1所述的以氧化黑磷介电层为顶栅的黑磷场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述的氧等离子体刻蚀在形成致密氧化层 P_xO_y 的同时减薄黑磷晶体。

5.根据权利要求3所述的以氧化黑磷介电层为顶栅的黑磷场效应晶体管的制备方法，其特征在于：步骤S2具体包括以下步骤：将块体黑磷放置于条状胶带上，反复对折胶带将块体黑磷剥至薄层，通过聚二甲基硅氧烷薄膜PDMS，在显微转移操作平台上，将薄层黑磷转移到金电极已图案化制备的SiO₂/Si衬底上。

6.根据权利要求3所述的以氧化黑磷介电层为顶栅的黑磷场效应晶体管的制备方法，其特征在于：步骤S3具体包括以下步骤：将转移后的薄层黑磷放入真空等离子体清洗机中，进行氧等离子体刻蚀和持续减薄，在光学显微镜下观察，直至获得理想厚度的氧化黑磷/黑磷层。

7.一种以氧化黑磷介电层为顶栅的黑磷场效应晶体管，采用如权利要求1-6其中任一所述的制备方法制备形成，自下而上依次为：硅衬底、二氧化硅层、薄层黑磷、氧化黑磷P_xO_y，以及薄层石墨烯；且在薄层黑磷和氧化黑磷P_xO_y的周部设置有源-漏电极Au。