[发明专利]一种利用热蒸发铝种子层制备顶栅型场效应管的方法

权利要求书

1.一种利用热蒸发铝种子层制备顶栅型场效应管的方法，其特征在于，包括下列步骤：

1）、利用微机械剥离法将二维材料晶体剥离到硅片上，使硅片上附着单层二维材料纳米片；

2）、利用电子束曝光方法在附着单层二维材料纳米片的硅片上形成源电极图案和漏电极图案，并利用热蒸发镀膜及剥离工艺制备源电极和漏电极；

3）、利用热蒸发镀膜机将超薄金属铝蒸镀至源电极和漏电极之间的二维材料纳米片表面，蒸镀完成后，将硅片放入干燥箱中自然氧化，使热蒸镀得到的超薄金属Al介质完全氧化，具体包括：（1）将已制备源电极和漏电极的硅片放入热蒸发镀膜机的蒸发腔内，抽真空，使蒸发腔内的压强只有110^-5 Pa；（2）启动热蒸发镀膜机在硅片的二维材料表面镀超薄金属介质Al，镀膜参数为：Al沉积厚度2 nm，蒸发率：0.3 Å／s；（3）镀膜完成后，取出硅片，并将硅片放入温度25℃，相对湿度20%的干燥箱中氧化30分钟，使硅片上通过热蒸发得到的超薄金属铝完全氧化；

4）、利用原子层沉积法在步骤3）得到的超薄金属Al介质表面生长Al₂O₃栅介质；

5）、利用电子束曝光方法在Al₂O₃栅介质上形成栅电极图案，并利用电子束镀膜制备栅电极；

6）、封装，即得。

2.根据权利要求1所述的一种利用热蒸发铝种子层制备顶栅型场效应管的方法，其特征在于，所述原子层沉积法包括：

（1）将附着有二维材料纳米片的硅片放入反应腔内，并通入纯度为99.9997%，气流通量为40 sccm的氮气清洗20分钟；

（2）设定升温时长为25min-35min，加热反应腔至148℃-152℃；

（3）在反应腔内通入三甲基铝和蒸馏水，并设定三甲基铝的通入时间为8s-12s，蒸馏水的通入时间为8s -12s，切换阀门时间为0.015s，且以此为一个周期，如此进行273个周期，直至在附着有二维材料纳米片的硅片上生长厚度为30nm的Al₂O₃栅介质；

（4）待Al₂O₃栅介质生长完毕，取出即可。

3.根据权利要求1所述的一种利用热蒸发铝种子层制备顶栅型场效应管的方法，其特征在于，所述栅电极完全覆盖所述二维材料纳米片的导电沟道。