[发明专利]一种二维半导体器件电路一体化制备的方法

权利要求书

1.一种二维半导体器件电路一体化制备的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.在衬底表面采用热蒸镀法制备金属牺牲层；

步骤2.在步骤1制备的金属牺牲层表面采用紫外光刻-热蒸镀法或ALD法制备功能电路层；

步骤3.在功能电路层表面采用旋涂法制备有机膜支撑层；

步骤4.将步骤3制备好支撑层的器件放置于能与金属牺牲层反应的溶液中，直至带支撑层的功能电路层与衬底分离；

步骤5.将功能电路层转移清洗后重新置于去离子水中；

步骤6.在另一衬底上制备二维材料，然后将步骤5清洗后的功能电路层转移至二维材料表面，烘烤；

步骤7.将步骤6得到的器件置于有机溶剂中，以去除有机膜支撑层，然后用去离子水清洗后即可得到所需二维半导体器件。

2.如权利要求1所述二维半导体器件电路一体化制备的方法，其特征在于，步骤1所述金属牺牲层材料为两性金属，厚度为20～100nm。

3.如权利要求2所述二维半导体器件电路一体化制备的方法，其特征在于，所述两性金属为Al或Zn。

4.如权利要求1所述二维半导体器件电路一体化制备的方法，其特征在于，步骤2中功能电路层由高介电常数电介质层和图形化电极组成；所述高介电常数电介质层采用ALD法制备，所述图形化电极采用紫外光刻-热蒸镀法制备。

5.如权利要求4所述二维半导体器件电路一体化制备的方法，其特征在于，所述高介电常数电介质层材料为HfO₂，厚度小于30nm。

6.如权利要求1所述二维半导体器件电路一体化制备的方法，其特征在于，步骤3所述有机膜支撑层为两层结构，先旋涂一层PMMA作为软支撑层，然后在软支撑层表面再旋涂一层PPC硬支撑层。

7.如权利要求1所述二维半导体器件电路一体化制备的方法，其特征在于，步骤4中能与金属牺牲层反应的溶液为酸溶液或碱溶液。

8.如权利要求1所述二维半导体器件电路一体化制备的方法，其特征在于，步骤6所述衬底为硅衬底；所述二维材料为二维材料及其异质结；所述制备二维材料的方法为机械剥离法或者化学气相沉积法；烘烤为两个阶段，先在30～40℃烘烤1～2h，然后升温至80～150℃，烘烤10～60min。

9.如权利要求8所述二维半导体器件电路一体化制备的方法，其特征在于，所述二维材料为石墨烯、WS₂、WSe₂、PbS、GaN；所述二维异质结为WS₂/WSe₂。

10.如权利要求1所述二维半导体器件电路一体化制备的方法，其特征在于，步骤7所述有机溶剂为丙酮或氯仿。