【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，具体涉及一种具有限域生长的二硒化铂薄膜的器件及其制备方法。
技术介绍
1、过渡金属硫族化合物(tmds)是一类由范德华力堆叠而成的层状化合物，其种类丰富，相较于石墨烯拥有各种带隙组成的材料，且其禁带宽度可以随着厚度变化；相较于黑磷拥有良好的化学稳定性。同时过渡金属硫族化合物在电学、力学等方面的优异特性使其在半导体行业有着广泛的应用。
2、二硒化铂是目前电子、光电子器件中应用较多、较为理想的一类过渡金属硫化物。二硒化铂具有高的理论迁移率(4000cm2v-1s-1)、从半金属到半导体的转变特性和双极性特点。然而现有的以二硒化铂为沟道材料的电子器件多有材料结晶性差、质量不高，器件迁移率低，可重复性差等特点，无法满足半导体领域器件的发展需要。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术旨在提供一种质量高、迁移率高、应用性能优异的具有限域生长的二硒化铂薄膜的器件，并且，本专利技术还提供了该具有限域生长的二硒化铂薄膜的器件的制备方法。
2、技术方案：本专利技术提供的具有限域生长的二硒化铂薄膜的器件包括电极层、限域生长的二硒化铂薄膜层和基底，所述二硒化铂薄膜的生长尺寸为2-5μm的正方形区域。
3、进一步地，所述电极层为金电极，厚度为40-50nm。
4、进一步地，所述二硒化铂薄膜层的厚度为3-5nm。
5、进一步地，所述基底为具有氧化层的硅片，氧化层的厚度为300nm。
6、上述具有限域生长的二硒化
7、(1)先对基底进行表面预处理，再在基底的表面预先光刻出叉丝图案，最后通过物理气相沉积法和剥离工艺在基底上得到叉丝，即得带有叉丝的基底材料；此步骤是为后续图案化提供对准模版；
8、(2)通过电子束光刻在带有叉丝的基底材料表面进行图案化处理，得到具有限域生长图案的基底；
9、(3)通过物理气相沉积法在具有限域生长图案的基底上制备铂薄膜，并通过热辅助转换法对铂薄膜进行硒化处理，得到具有限域生长的二硒化铂薄膜的基底；
10、(4)对具有限域生长的二硒化铂薄膜的基底进行图案化处理，得到电极图案，接着通过物理气相沉法在图案化处理后的基底上沉积金薄膜，并通过剥离工艺将多余的金薄膜从二硒化铂薄膜上剥离，完成电极的制作，得到具有限域生长的二硒化铂薄膜的器件。
11、进一步地，步骤(3)中，所述热辅助转换法的步骤为：将需要硒化的铂薄膜放置在单温区管式炉的中心区，取硒粉放置在单温区管式炉的上游区，设置程序：从室温升温至400-500℃，保温2-2.5h。
12、进一步地，所述单温区管式炉的气氛为ar和h2混合而成，ar的流量为135-150sccm和h2的流量为15-20sccm。
13、进一步地，步骤(2)和步骤(4)中，所述图案化处理的方法包括电子束光刻、紫外光刻、极紫外光刻和纳米压印技术。
14、进一步地，步骤(1)、步骤(3)和步骤(4)中，所述物理气相沉积法为电子束蒸镀。
15、进一步地，步骤(1)和(4)中，所述剥离工艺的步骤为：浸泡于丙酮溶液中，在80-85℃下加热2-5min，随后用依次用丙酮、异丙醇溶液清洗，最后用氮气强吹干。
16、专利技术原理：本专利技术通过限制薄膜的生长面积提高固定区域的材料质量，大面积的薄膜通常含有多个晶面，通过缩小沟道材料面积提高沟道区域的材料整体质量，有利于沟道内的载流子迁移。
17、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下显著优点：
18、(1)本专利技术提供的基于热辅助转化法制备的具有限域生长的二硒化铂薄膜的器件的制备方法工艺简单，工艺所需温度低，实验设备要求低，且可实现大规模阵列化制备。
19、(2)本专利技术制备得到的具有限域生长的二硒化铂薄膜的器件，通过限制生长面积提高沟道区域材料质量使所制备的器件具有较高迁移率，迁移率最高可达到10.92cm2v-1s-1，相较于现有的热辅助转化法制备的二硒化铂薄膜的器件6.2cm2v-1s-1的迁移率提高了76％。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种具有限域生长的二硒化铂薄膜的器件，其特征在于，包括电极层、限域生长的二硒化铂薄膜层和基底，所述二硒化铂薄膜的生长尺寸为2-5μm的正方形区域。
2.根据权利要求1所述的具有限域生长的二硒化铂薄膜的器件，其特征在于，所述电极层为金电极。
3.根据权利要求1所述的具有限域生长的二硒化铂薄膜的器件，其特征在于，所述二硒化铂薄膜层的厚度为3-5nm。
4.根据权利要求1所述的具有限域生长的二硒化铂薄膜的器件，其特征在于，所述电极层的厚度为40-50nm。
5.根据权利要求1所述的具有限域生长的二硒化铂薄膜的器件，其特征在于，所述基底为具有氧化层的硅片。
6.一种权利要求1所述的具有限域生长的二硒化铂薄膜的器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述热辅助转换法的步骤为：将需要硒化的铂薄膜放置在单温区管式炉的中心区，取硒粉放置在单温区管式炉的上游区，设置程序：从室温升温至400-500℃，保温2-2.5h。
8.根据权利要求7所述的制备
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(4)中，所述图案化处理的方法包括电子束光刻、紫外光刻、极紫外光刻和纳米压印技术。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)、步骤(3)和步骤(4)中，所述物理气相沉积法为电子束蒸镀。
...【技术特征摘要】
1.一种具有限域生长的二硒化铂薄膜的器件，其特征在于，包括电极层、限域生长的二硒化铂薄膜层和基底，所述二硒化铂薄膜的生长尺寸为2-5μm的正方形区域。
2.根据权利要求1所述的具有限域生长的二硒化铂薄膜的器件，其特征在于，所述电极层为金电极。
3.根据权利要求1所述的具有限域生长的二硒化铂薄膜的器件，其特征在于，所述二硒化铂薄膜层的厚度为3-5nm。
4.根据权利要求1所述的具有限域生长的二硒化铂薄膜的器件，其特征在于，所述电极层的厚度为40-50nm。
5.根据权利要求1所述的具有限域生长的二硒化铂薄膜的器件，其特征在于，所述基底为具有氧化层的硅片。
6.一种权利要求1所述的具有限域生长的二硒化铂薄膜的器件的制备方法，其特征在于，包括以下...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶立，吴嫣玲，王哲涵，张旭岩，景旭，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。