[发明专利]基于自对准埋栅结构的二维材料场效应晶体管的制造方法

权利要求书

1.一种基于自对准技术埋栅结构的二维材料场效应晶体管制造方法，其特征在于将自对准技术同埋栅结构融合在一起，具体制作步骤如下：

1）在绝缘衬底上以平面光刻显影技术制备出场效应晶体管的源极、漏极、栅极图形，金属生长后辅以溶胶剥离工艺制备场效应晶体管的源极、漏极以及栅极的电极；

2）在源极、漏极之间以相同的平面光刻、金属生长、剥离工艺制备出自对准区，以薄层金属将源、漏电极连接起来；

3）在自对准区内以平面光刻显影技术制备出栅电极图形；

4）将自对准区中连接源、漏电极的金属从光刻栅图形下刻蚀隔开，侧向刻蚀确保下一步的制备的栅极同源、漏隔离，实现自对准；

5）同一光刻图形下先后以生长金属作为栅电极、生长绝缘材料作为栅介质，之后溶胶剥离完成埋栅结构；

6） 以转移法将二维材料转移到以上准备的基片上；

7）以平面光刻显影技术制备出图形，暴露出晶体管之间，栅电极和源漏电极之间的二维材料，以刻蚀技术除掉实现隔离，完成自对准埋栅结构的二维材料场效应晶体管制备。

2.根据权利要求书1所述的一种基于自对准技术埋栅结构的二维材料场效应晶体管制造方法，其特征在于所述的步骤1）中的衬底为绝缘衬底，包括高阻Si_xO_y、Si、SiN、BN、Al₂O₃、Hf_xO_y、Al_xN_y、Y_xO_y、SiC、mica、sapphire、玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯材料PET、聚酰亚胺PI、聚二甲基烷中的任何一种，其中x=1-3,y=1-3。

3.根据权利要求书1所述的一种基于自对准技术埋栅结构的二维材料场效应晶体管制造方法，其特征在于，所述的步骤4）中使用刻蚀自对准时，金属种类为能被化学腐蚀的金属，Au，Ti，Ag，Cu，Al，Ni中的一种或二种的组合，二种组合的质量比包含0.01～100:1。

4.根据权利要求书1所述的一种基于自对准技术埋栅结构的二维材料场效应晶体管制造方法，其特征在于，所述的自对准区的厚度在1nm到1000nm之间；金属的腐蚀液可用氢氟酸、王水、碘化钾和碘的混合液，氨水和双氧水的混合液，硼酸溶液、盐酸溶液或硝酸溶液与冰乙酸的混合液，二种混合液的质量比为0.01～100:1。

5.根据权利要求书1所述的一种基于自对准技术埋栅结构的二维材料场效应晶体管制造方法，其特征在于，所述的步骤5）中实现埋栅结构时，还包括在一次光刻图形下，刻蚀完暴露的金属后，继续向下刻蚀衬底。

6.根据权利要求书1所述的一种基于自对准技术埋栅结构的二维材料场效应晶体管制造方法，其特征在于，所述的步骤5）中的埋栅金属厚度范围1到1000nm之间，栅介质厚度范围1到100nm之间；形成埋栅结构后栅介质的上表面和源、漏电极上表面大致齐平。

7.如权利要求书1所述的一种基于自对准技术埋栅结构的二维材料场效应晶体管的制造方法，其特征在于所述的步骤6）中二维材料包括CVD法、机械剥离法、制备的1层或多层石墨烯，MoS₂，MoSe₂，WS₂，WSe₂，MoTe₂，WTe₂，BN薄膜。