[发明专利]一种柔性横向肖特基整流二极管、制备方法及系统

说明书

本发明公开了一种柔性横向肖特基整流二极管、制备方法及系统，属于半导体器件技术领域，所述方法包括：在刚性衬底上生长二维过渡金属硫化物材料；控制二维过渡金属硫化物材料的生长过程的温度，使生长过程结束后，产生包含金属相和半导体相的二维材料；将二维材料转移至柔性衬底上；分别在所述二维材料的金属相和半导体相上生长金属电极，得到横向的肖特基整流二极管。本发明通过使同种二维过渡金属硫化物材料之间形成半导体相与金属相的横向异质结，并分别在二维材料的金属相和半导体相上生长金属电极，使得生成的横向肖特基整流二极管具有非常小的寄生电容，截止频率高，能够在高频下工作。

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，更具体地，涉及一种柔性横向肖特基整流二极管、制备方法及系统。

背景技术

柔性材料因其柔软、透明、耐用、轻薄、外观新颖等特点而取得了越来越多的应用，比如可穿戴的电子设备，柔性显示面板，透明电路、电子皮肤、电子纸等。与传统采用刚性材料的无线充电装置相比，柔性无线能量收集系统的优势有三点，一是柔性材料，可用于可穿戴、医疗等应用场景，而刚性材料难以满足；二是可以灵活地收集环境中的WiFi能量；三是柔性衬底材料价格低廉，可大面积制备。

其中，柔性二极管的应用也越来越广泛，然而现有的柔性二极管普遍采用纵向肖特基结，使得寄生电容比较大，在高频下的整流效果不好。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种柔性横向肖特基整流二极管、制备方法及系统，其目的在于解决现有的柔性二极管无法在高频下整流的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种柔性横向肖特基整流二极管的制备方法，包括以下步骤：

S1：在刚性衬底上生长二维过渡金属硫化物材料；

S2：控制所述二维过渡金属硫化物材料的生长过程的温度，以产生包含金属相和半导体相的二维材料；

S3：将所述二维材料转移至柔性衬底上；

S4：分别在所述二维材料的金属相和半导体相上生长金属电极，得到横向的肖特基整流二极管。

进一步地，所述步骤S4包括：

在所述二维材料上匀一层光刻胶，用光刻掩膜版进行光刻显影；

用物理气相沉积分别在金属相和半导体相的二维材料上淀积金属作为电极，并使用丙酮剥离多余的光刻胶和金属，从而分别在所述二维材料的金属相和半导体相上生长金属电极。

进一步地，所述金属电极包括淀积于所述二维材料的金属相上的第一金属电极和淀积于所述二维材料的半导体相上的第二金属电极；其中，所述第一金属电极材料为金属Pt，所述第二金属电极材料为金属Au。

进一步地，所述步骤S2包括：

控制所述二维过渡金属硫化物材料的生长过程的温度，使所述生长过程的反应初温与反应末温产生温差，从而使生长过程结束后，产生包含金属相和半导体相的二维材料。

进一步地，所述步骤S3包括：

通过干法转移或湿法转移流程，将所述二维材料转移至柔性衬底上。

进一步地，所述二维过渡金属硫化物材料包括以下之一：MoS₂，MoSe₂，MoTe₂，WS₂，WSe₂，WTe₂。

本发明另一方面提供了一种柔性横向肖特基整流二极管，包括：包含金属相和半导体相的二维材料、柔性衬底、第一金属电极，第二金属电极；

其中，所述二维材料位于所述柔性衬底上；