【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電子器件領(lǐng)域，尤其涉及一種二維半導體晶體管及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、二維半導體材料(如二硫化鉬，二硫化鎢)在集成電路領(lǐng)域具有極高的潛力。二維半導體材料的接觸是影響二維半導體晶體管等器件性能的重要因素。由于匹配的界面能帶結(jié)構(gòu)，半金屬(鉍bi與銻sb)能夠與二維半導體之間形成良好的歐姆接觸。專利申請cn115064588a提出在二維半導體層上沉積半金屬sb或含有半金屬sb的合金形成歐姆接觸結(jié)構(gòu)，半金屬sb作為接觸電極與二維半導體具有很強的范德華相互作用和能帶雜化，實現(xiàn)載流子在接觸界面的無勢壘傳輸；sb具有較高的熔點和穩(wěn)定性，可以增強器件的可靠穩(wěn)定性。
2、但是由于半金屬(bi與sb)電導率低、易被氧化，因此通常會在半金屬材料上增加電導率更高的金(au)覆蓋層，構(gòu)成二維半導體-半金屬-金的堆垛結(jié)，作為二維半導體晶體管器件的接觸。此前多項研究發(fā)現(xiàn)二維半導體-半金屬-金堆垛結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性較差，在經(jīng)過熱處理之后，器件的接觸性能會下降。經(jīng)過x射線衍射實驗研究發(fā)現(xiàn)二維半導體-bi-au與二維半導體-sb-au堆垛結(jié)構(gòu)在低于半金屬熔點(鉍熔點：271.5℃，銻熔點：630.6℃)的溫度下就能發(fā)生合金化反應，生成au2bi與ausb2，使得半金屬bi/sb-二維半導體接觸界面變成au2bi/ausb2-二維半導體接觸界面,進而破壞半金屬與二維半導體之間的歐姆接觸。而二維半導體器件通常需要經(jīng)歷很多包含熱處理步驟的工藝流程，因此需要解決金(au)覆蓋層材料易與半金屬(bi與sb)材料發(fā)生合金化反應導致的二維半導體器件熱穩(wěn)定
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)的目的在于提供一種二維半導體晶體管及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有金覆蓋層材料易與半金屬(bi與sb)材料發(fā)生合金化反應導致的二維半導體器件熱穩(wěn)定性較差的問題。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：
3、本專利技術(shù)的第一方面，提供一種二維半導體晶體管，其中，包括襯底和依次設置在襯底上的二維半導體層、半金屬層、金屬覆蓋層，所述半金屬層的材料為鉍或銻，所述金屬覆蓋層的材料為鋁、銀或銅。
4、可選地，所述半金屬層的厚度為10nm-100nm，所述金屬覆蓋層的厚度為5nm-100nm。
5、可選地，所述二維半導體晶體管包括導電金屬層，所述導電金屬層設置在金屬覆蓋層遠離半金屬層的一側(cè)。
6、可選地，所述導電金屬層的材料為鋁、銀或銅，所述導電金屬層的材料和所述金屬覆蓋層的材料不同。
7、可選地，所述導電金屬層的厚度為5nm-100nm。
8、本專利技術(shù)的第二方面，提供一種二維半導體晶體管的制備方法，其中，包括：
9、提供具有二維半導體層的襯底；
10、在二維半導體層上依次沉積半金屬層和金屬覆蓋層，所述半金屬層的材料為鉍或銻，所述金屬覆蓋層的材料為鋁、銀或銅，得到所述二維半導體晶體管。
11、可選地，在二維半導體層上依次沉積半金屬層和金屬覆蓋層的步驟之后，還包括步驟：在金屬覆蓋層遠離半金屬層的一側(cè)沉積導電金屬層。
12、可選地，所述半金屬層和金屬覆蓋層的沉積采用電子束真空鍍膜技術(shù)，其中真空度為小于等于1×10-4pa。
13、可選地，所述二維半導體晶體管的制備方法還包括：
14、在二維半導體層上依次沉積半金屬層和金屬覆蓋層的步驟之前，在二維半導體層上涂敷光刻膠，采用光刻工藝對所述二維半導體層進行預設的圖形化處理；
15、在二維半導體層上依次沉積半金屬層和金屬覆蓋層的步驟之后，清除光刻膠。
16、有益效果：本專利技術(shù)通過設計和優(yōu)選合適的覆蓋層金屬種類，在保證器件優(yōu)異性能的基礎上，避免或延緩了覆蓋層金屬材料與半金屬材料的合金化反應，使得在經(jīng)過熱處理之后器件仍能保持半金屬bi/sb-二維半導體接觸界面，降低了合金化反應對二維半導體與電極之間歐姆接觸的破壞，提升了二維半導體器件接觸的熱穩(wěn)定性，使得更多包含熱處理步驟的工藝流程可用于生產(chǎn)二維半導體器件，擴大了二維半導體器件的應用范圍。
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1.一種二維半導體晶體管，其特征在于，包括襯底和依次設置在襯底上的二維半導體層、半金屬層、金屬覆蓋層，所述半金屬層的材料為鉍或銻，所述金屬覆蓋層的材料為鋁、銀或銅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維半導體晶體管，其特征在于，所述半金屬層的厚度為10nm-100nm，所述金屬覆蓋層的厚度為5nm-100nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維半導體晶體管，其特征在于，所述二維半導體晶體管包括導電金屬層，所述導電金屬層設置在金屬覆蓋層遠離半金屬層的一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二維半導體晶體管，其特征在于，所述導電金屬層的材料為鋁、銀或銅，所述導電金屬層的材料和所述金屬覆蓋層的材料不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二維半導體晶體管，其特征在于，所述導電金屬層的厚度為5nm-100nm。
6.一種二維半導體晶體管的制備方法，其特征在于，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二維半導體晶體管的制備方法，其特征在于，在二維半導體層上依次沉積半金屬層和金屬覆蓋層的步驟之后，還包括步驟：在金屬覆蓋層遠離半金屬層的一側(cè)沉積導電金屬層。p>
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二維半導體晶體管的制備方法，其特征在于，所述半金屬層和金屬覆蓋層的沉積采用電子束真空鍍膜技術(shù)，其中真空度為小于等于1×10-4Pa。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二維半導體晶體管的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種二維半導體晶體管，其特征在于，包括襯底和依次設置在襯底上的二維半導體層、半金屬層、金屬覆蓋層，所述半金屬層的材料為鉍或銻，所述金屬覆蓋層的材料為鋁、銀或銅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維半導體晶體管，其特征在于，所述半金屬層的厚度為10nm-100nm，所述金屬覆蓋層的厚度為5nm-100nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維半導體晶體管，其特征在于，所述二維半導體晶體管包括導電金屬層，所述導電金屬層設置在金屬覆蓋層遠離半金屬層的一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二維半導體晶體管，其特征在于，所述導電金屬層的材料為鋁、銀或銅，所述導電金屬層的材料和所述金屬覆蓋層的材料不同。
<...【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳鵬，李宇軒，劉賢龍，
申請(專利權(quán))人：南方科技大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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