[发明专利]一种基于二维平面异质结增强型场效应管的制备方法

权利要求书

1.一种基于二维平面异质结增强型场效应管的制备方法，其特征在于，按下述步骤进行：

①采用湿法转移，将CVD法制备生长于铜箔上的石墨烯膜转移至带有氧化层的单晶硅片衬底；

②在转移后的石墨烯膜上进行均匀旋涂光刻胶，再将掩膜版上的图案通过曝光转移至光刻胶上；

③采用等离子体刻蚀机刻蚀掉非图案部分，将石墨烯膜刻蚀成一定形状和间距的石墨烯条或块，石墨烯条或块的长、宽值在2～60μm之间，石墨烯条或块之间的距离为5～30μm，然后进行去光刻胶处理；

④将这种带有石墨烯条或块的衬底作为生长的基底，以CVD法在相邻的两石墨烯条或块之间进行生长MX₂类单层或者少层材料，与石墨烯条或块之间形成石墨烯-MX₂-石墨烯面内异质结层；

⑤在石墨烯-MX₂-石墨烯面内异质结层上均匀旋涂光刻胶，再将掩膜版上的图案通过曝光转移至光刻胶上，并采用电子束蒸镀在石墨烯-MX₂-石墨烯面内异质结层两边的石墨烯上沉积Ti/Au金属得到Ti/Au电极，制得二维平面异质结增强型场效应管。

2.按照权利要求1所述的一种基于二维平面异质结增强型场效应管的制备方法，其特征在于，MX₂类物质选自过渡族硫化物，优选MoS₂、WS₂。

3.按照权利要求1所述的一种基于二维平面异质结增强型场效应管的制备方法，其特征在于，步骤①中的湿法移过程中腐蚀铜箔采用腐蚀液为过硫酸铵((NH4)₂S₂O₈)溶液，溶液浓度为0.3mol/L～0.8mol/L。

4.按照权利要求1所述的一种基于二维平面异质结增强型场效应管的制备方法，其特征在于，步骤①中衬底采用的是带二氧化硅氧化层的硅片，氧化层的厚度在290～300nm，衬底为厚度400μm的P型高掺杂硅片。

5.按照权利要求1所述的一种基于二维平面异质结增强型场效应管的制备方法，其特征在于，步骤②中对转移后的石墨烯膜进行旋涂光刻胶，匀胶机低速挡转速选择350～450r/min，高速挡转速30000～3500r/min。

6.按照权利要求1所述的一种基于二维平面异质结增强型场效应管的制备方法，其特征在于，步骤③中采用等离子体刻蚀机刻蚀，刻蚀采用的气体为O₂，气流量的大小为30～50sccm，刻蚀时间为7～10min。

7.按照权利要求1所述的一种基于二维平面异质结增强型场效应管的制备方法，其特征在于，步骤③刻蚀的石墨烯为条或块状，石墨烯条或块的长、宽数值在10～50μm之间，条块之间的距离为5～20μm。

8.按照权利要求1所述的一种基于二维平面异质结增强型场效应管的制备方法，其特征在于，石墨烯-MX₂-石墨烯异面内质结中的石墨烯原材料为转移CVD法生长于铜箔表面的膜状石墨烯。

9.按照权利要求1所述的一种基于二维平面异质结增强型场效应管的制备方法，其特征在于，步骤⑤中Ti/Au电极采用电子束蒸镀沉积5～10nm厚度的金属Ti和60～80nm厚金属Au。