[发明专利]一种MoTe2

说明书

本发明涉及一种离子胶体门控制的MoTe₂场效应晶体管及其制备方法和应用。所述离子胶体门控制的MoTe₂场效应晶体管，其特征在于，包括：一复合基底，由下层Si层和上层SiO₂层复合组成；一MoTe₂纳米片，位于SiO₂层表面；一源极，位于MoTe₂纳米片表面；一漏极，位于MoTe₂纳米片表面；一栅极，位于SiO₂层表面；一离子胶体层，覆盖于MoTe₂纳米片、源极、漏极及栅极。本发明用机械剥离方法，获取MoTe₂纳米片并转移到硅/氧化硅衬底上，通过电子束曝光、热蒸镀金电极、转移离子胶体等工艺获得离子胶体门控制的MoTe₂场效应晶体管。本发明所获得MoTe₂场效应晶体管为N型，其开关比高，开启电流可达微安级别。同时本发明所述方法制备工艺简单，可用于半导体器件制备相关领域。

技术领域

本发明属于半导体材料技术领域，具体涉及一种离子胶体门控制的MoTe₂场效应晶体管及其制备方法和应用。

背景技术

由于超薄的厚度、良好的机械性能、可精确调控的能带间隙及其与硅基技术高度的兼容性，二维层状材料在场效应晶体管、存储器和光电探测器等领域展示出巨大的应用前景。

二碲化钼(MoTe₂)是一种重要的二维层状材料，MoTe₂薄层具有近0.9eV的间接带隙，它对电子和空穴都具有良好的传输能力，常见的MoTe₂场效应晶体管显示为双极性。

然而对于许多电子器件，具有单极传输曲线的沟道材料是必要的。为了实现单极MoTe₂的传输特性，现有研究已经发现了一些方法，如对材料的表面进行修饰，但这些方法制备过程相对复杂，不利于工业化生产。因此，如何通过简单方法获得具有单极性传输性能以及低功耗的MoTe₂器件仍是目前亟待解决的技术问题之一。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种离子胶体门控制的MoTe₂场效应晶体管及其制备方法和应用。本发明通过在MoTe₂场效应晶体管上覆盖离子胶体层，从而在离子材料和晶体管通道的界面处形成双电层(EDL)，进而调控器件传输过程，获得单极性传输器件，同时界面处的高电容可实现MoTe₂通道高电荷密度的累积，提高器件性能。所得离子胶体门控制的MoTe₂场效应晶体管显示为N型，可实现单极性传输、开关比可达6个数量级，开启电流可达微安级别。本发明所述制备方法步骤简单、成本相对较低。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种离子胶体门控制的MoTe₂场效应晶体管，包括：

一复合基底，由下层Si层和上层SiO₂层复合组成；

一MoTe₂纳米片，位于SiO₂层表面；

一源极，位于MoTe₂纳米片表面；

一漏极，位于MoTe₂纳米片表面；

一栅极，位于SiO₂层表面；

一离子胶体层，覆盖于MoTe₂纳米片、源极、漏极及栅极。

所述离子胶体门控制的MoTe₂场效应晶体管显示为N型，具有单极性传输特性，其开关比达到6个数量级，开启电流可达微安级别。