[发明专利]基于等离子体处理的低维半导体材料晶体管的制备方法

权利要求书

1.一种基于等离子体处理的低维半导体材料晶体管的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

（1）提供具有低维半导体材料结构的工件，并制备成样品；具体包括：

用光刻工艺或掩膜版工艺图形化所述低维半导体材料与电极的源极/漏极接触区域，以在源极/漏极接触区域形成窗口，并将样品固定于真空工艺腔室内可移动载物台上；

（2）对真空工艺腔室进行抽真空处理，本底真空度小于5.0E-2 Pa，以清理所述真空工艺腔室内的残余气体；

（3）在真空工艺腔室中对低维半导体材料进行等离子体处理，并原位真空沉积电极，形成低维半导体材料与电极的源极/漏极接触区域；具体流程包括：

（3.1）向所述真空工艺腔室中通入气体，使所述气体电离形成等离子体，并与所述源极/漏极接触区域的低维半导体材料发生反应；

（3.2）然后，在所述原位真空下沉积电极，以在所述工艺腔室内形成所述低维半导体材料与电极的源极/漏极接触区域；

（3.3）最后，进行剥离工艺，定义晶体管的沟道，完成晶体管的制备。

2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低维半导体材料，包括呈半导体属性的零维材料、一维材料或二维材料，所述低维半导体材料的厚度范围为单原子层的亚1nm至80 nm；所述具有低维半导体材料结构的工件，包含衬底和所述低维半导体材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述原位真空沉积电极，为等离子体与低维半导体材料发生反应后，关闭气路后的同一真空工艺腔室环境或同为真空的两个及两个以上相连的工艺腔室环境，以在所述低维半导体材料与所述电极的源极/漏极接触区域进行等离子体处理后原位真空沉积所述电极。

4. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述沉积电极采用真空热蒸镀、电子束蒸镀或溅射镀膜的方法实现，所述沉积电极厚度范围为1 nm至1000 nm，以形成所述低维半导体材料与电极的源极/漏极接触区域。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述气体为氮气、氧气、氢气、氩气、氩氢混合气体、氨气、硫化氢、氯气、四氟化碳、六氟化硫的一种或多种；以电离形成等离子体与所述低维半导体材料发生反应后在所述原位真空沉积所述电极。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述气体电离形成等离子体与所述低维半导体材料发生反应后在所述原位真空沉积所述电极，其工艺条件为：

等离子体处理过程中，工艺腔室真空度范围为0.05 Pa至20 Pa，气体流量范围为5sccm至500 sccm，使气体等离子体化的射频电源功率为1 W至3500 W，与载物台连接的提供偏压的电源装置功率为1 W至4500 W，等离子体处理工艺时间为5 s至7200 s，所述待沉积电极的靶材及放置靶材的装置与样品距离为5 cm - 250 cm，所述电极沉积速率为0.1 Å/s至100 Å/s。