[发明专利]基于二维硒化镓材料场效应晶体管制备方法

摘要

本发明公开了一种基于二维硒化镓材料场效应晶体管制备方法，用于解决现有场效应晶体管制备方法制备效率低的技术问题。技术方案是在显微镜与三维对准‑转移平台下，借助于PDMS将材料转移到硅衬底上，能够有效避免残胶对器件的影响，使用碳纤维和PDMS自制掩膜板，然后蒸镀上金属电极，能够制备出4‑7μm左右的平直沟道，便于将尺寸较小的材料(≥10μm)制备成场效应晶体管。该二维GaSe场效应晶体管制备方法操作简单、成本低、方便快捷，对材料无损伤，提高了场效应晶体管制备效率。

主权项

1.一种基于二维硒化镓材料场效应晶体管制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、采用垂直布里奇曼法生长GaSe单晶体，选取表面光滑无缺陷的GaSe体材料，沿其解理面解理得到厚度为10‑15μm的GaSe薄层；步骤二、将GaSe薄层平整地贴合到斯高胶带上，斯高胶带对折后迅速撕开，重复操作6‑8次，直至胶带上的材料黯淡无色；步骤三、将粘有GaSe材料的胶带平整地粘到厚度为0.5mm的聚二甲基硅氧烷上，在聚二甲基硅氧烷上剥离得到二维GaSe材料；步骤四、在光学显微镜下寻找厚度均匀的二维GaSe作为转移的目标材料；用打孔机在胶带上打一个直径为2‑3mm的圆孔，将胶带上的圆孔对准目标材料贴合到聚二甲基硅氧烷上，以遮盖其他的二维GaSe材料；步骤五、取直径为2‑3mm的聚二甲基硅氧烷粘在载玻片上，将粘有目标材料的聚二甲基硅氧烷贴到其上方，以使目标材料凸出，然后将载玻片水平朝下固定在三维转移台上；步骤六、将洁净的SiO₂/Si衬底真空吸附在显微镜的载物台上，下降三维转移台直至材料能清晰的呈现在视野中央，上升三维转移台使聚二甲基硅氧烷与SiO₂/Si衬底分离，目标二维GaSe材料便成功转移到SiO₂/Si衬底上；步骤七、用打孔机在聚二甲基硅氧烷上打一个直径为2‑3mm的圆孔，取一根碳纤维平直地搭接在圆孔中央，成为聚二甲基硅氧烷掩模板；步骤八、将聚二甲基硅氧烷掩模板贴到粘有聚二甲基硅氧烷的载玻片上，并水平朝下固定在三维转移台上，下移三维转移台至碳纤维出现在视野中，调节三维转移台的X，Y旋钮使碳纤维与材料对准，继续缓慢下降使掩模板贴合到SiO₂/Si衬底上；步骤九、将盖有聚二甲基硅氧烷掩模板的SiO₂/Si衬底放入蒸镀机中，通过热蒸镀制备一层厚度为50nm的Au电极，揭下聚二甲基硅氧烷掩模板，构筑出二维GaSe场效应晶体管的源极和漏极；步骤十、再将SiO₂/Si衬底放入蒸镀机中，通过热蒸镀在SiO₂/Si衬底背面制备一层厚度为50nm的Al电极作为栅极，构筑出二维GaSe场效应晶体管。