【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晶体管材料。具体地，本专利技术涉及可逆的极性调控场效应晶体管及其制备方法。
技术介绍
1、二维材料因其可调带隙、原子级厚度和无悬挂键等特性，成为后摩尔时代场效应晶体管沟道材料备受瞩目。与同尺寸的硅基器件相比，二维材料用于电子和光电器件时，具有高迁移率、低漏电流、低功耗和出色的短沟道效应免疫性。然而，与硅材料不同，二维材料无法通过离子注入掺杂实现纯p型和n型的场效应晶体管。尽管可以使用不同的二维半导体材料来构建高性能器件，但同时使用两种不同的材料会面临集成挑战，因此单极性输运的二维材料不适合大规模器件集成。传统的掺杂手段存在一些劣势，特别是在二维材料领域的应用中：首先，传统的掺杂技术通常难以实现对二维材料的原子级控制，这在二维材料这样的纳米尺度下尤为显著。这导致掺杂的不均匀性和难以精确调控的问题。其次，传统的掺杂方法可能需要复杂的加工工艺和高温处理，这对于二维材料来说可能导致结构破坏或者性能下降。再者，传统的掺杂方法会导致材料的不可逆改变，这对于需要可逆调控的应用来说是不利的。最后二维材料不易接受外部原子的掺杂，限制了其在器件中的应用。
2、因此，针对二维材料，寻找新的可逆、原子级控制的掺杂手段是当前研究的重要方向之一。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供可逆、原子级控制的极性调控场效应晶体管及其制备方法。
2、本专利技术的第一方面，提供了一种极性可逆调控的场效应晶体管的制备方法，所述方法包括以下步骤：
3、s1)提供衬底；在所
4、s2)在所述绝缘体介电层的主表面上形成沟道层，所述沟道层为硒化铟薄片；
5、s3)在所述沟道层上形成两个分离的金属电极，得到第一极性场效应晶体管；所述第一极性场效应晶体管为n型场效应晶体管；
6、s4)紫外臭氧处理所述第一极性场效应晶体管，得到第二极性场效应晶体管；其中，所述第二极性场效应晶体管选自：双极性场效应晶体管、p型场效应晶体管。
7、在另一优选例中，所述方法还包括退火处理所述第二极性场效应晶体管，得到第三极性场效应晶体管；所述第三极性场效应晶体管为n型场效应晶体管。
8、在另一优选例中，所述第三极性场效应晶体管与所述第一极性场效应晶体管具有基本一致的极性性能。
9、在另一优选例中，所述基本一致的极性性能指相对于所述第一极性场效应晶体管的极性性能，所述第三极性场效应晶体管的极性降低不超过30％，较佳地不超过20％，更佳地不超过10％，更佳地不超过5％。
10、在另一优选例中，所述紫外臭氧处理时间为1-60分钟，优选地1-50分钟，更优选地5-50分钟。
11、在另一优选例中，所述双极性场效应晶体管通过紫外臭氧处理所述第一极性场效应晶体管10-30分钟得到。
12、在另一优选例中，所述p型场效应晶体管通过紫外臭氧处理所述第一极性场效应晶体管约40-50分钟得到。
13、在另一优选例中，所述紫外臭氧处理的温度为30-100℃。
14、在另一优选例中，所述退火处理在低压下470k-510k进行。
15、在另一优选例中，所述低压为≤3×10-4pa。
16、在另一优选例中，所述退火处理时间为60-180分钟。
17、在另一优选例中，所述衬底为重掺杂硅。
18、在另一优选例中，所述绝缘体介电层选自：二氧化硅、三氧化二铝、二氧化铪、或其组合。
19、在另一优选例中，所述绝缘体介电层的厚度为100-300nm。
20、在另一优选例中，所述金属电极选自金电极。
21、在另一优选例中，所述金属电极使用高温蒸镀进行制备。
22、在另一优选例中，所述硒化铟薄片的厚度为10-50nm。
23、在另一优选例中，所述硒化铟薄片的长度大于25μm。
24、在另一优选例中，所述硒化铟薄片通过机械剥离法进行制备。
25、本专利技术的第二方面，提供了一种极性可逆调控的场效应晶体管，所述场效应晶体管通过本专利技术第一方面所述的方法制备得到；所述场效应晶体管具有选自下组的极性：n型、双极性、p型。
26、本专利技术的第三方面，提供了如本专利技术的第二方面所述的极性可逆调控的场效应晶体管的用途，所述场效应晶体管是双极性场效应晶体管；所述双极性场效应晶体管用于构建逻辑电路、放大器、模拟开关、传感器等电子元件。
27、本专利技术的第四方面，提供了一种可逆调控场效应晶体管的极性的方法，所述方法包括：
28、a)对第一极性场效应晶体管进行紫外臭氧处理，得到第二极性场效应晶体管；其中，所述第一场效应晶体管为以硒化铟薄片作为沟道层的场效应晶体管并且是n型场效应晶体管；所述第二极性场效应晶体管选自：双极性场效应晶体管、p型场效应晶体管；
29、b)对第二极性场效应晶体管进行退火处理，得到第三极性场效应晶体管；所述第三极性场效应晶体管为n型场效应晶体管。
30、在另一优选例中，所述场效应晶体管包括：
31、衬底(4)；所述衬底(4)为重掺杂硅；
32、位于所述衬底(4)上的绝缘体介电层(3)；
33、位于所述绝缘体介电层(3)上的硒化铟沟道层(2)；以及
34、位于所述硒化铟沟道层(2)上的两个分离的金属电极(1)。
35、在另一优选例中，所述绝缘体介电层选自：二氧化硅、三氧化二铝、二氧化铪、或其组合。
36、在另一优选例中，所述第三极性场效应晶体管与所述第一极性场效应晶体管具有基本一致的极性性能。
37、在另一优选例中，所述基本一致的极性性能指相对于所述第一极性场效应晶体管的极性性能，所述第三极性场效应晶体管的极性降低不超过30％，较佳地不超过20％，更佳地不超过10％，更佳地不超过5％。
38、在另一优选例中，所述紫外臭氧处理时间为1-60分钟，优选地1-50分钟，更优选地5-50分钟。
39、在另一优选例中，所述双极性场效应晶体管通过紫外臭氧处理所述第一极性场效应晶体管10-30分钟得到。
40、在另一优选例中，所述p型场效应晶体管通过紫外臭氧处理所述第一极性场效应晶体管约40-50分钟得到。
41、在另一优选例中，所述紫外臭氧处理的温度为30-100℃。
42、在另一优选例中，所述退火处理在低压下470k-510k进行。
43、在另一优选例中，所述低压为≤3×10-4pa。
44、在另一优选例中，所述退火处理时间为60-180分钟。
45、在另一优选例中，所述硒化铟薄片的厚度为10-50nm。
46、在另一优选例中，所述硒化铟薄片的长度大于25μm。
47、在另一优选例中，所述金属电极(1)选自金电极。
48、应理解，在本专利技术范围内中，本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种极性可逆调控的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括退火处理所述第二极性场效应晶体管，得到第三极性场效应晶体管；所述第三极性场效应晶体管为n型场效应晶体管。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三极性场效应晶体管与所述第一极性场效应晶体管具有基本一致的极性性能。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述紫外臭氧处理时间为1-60分钟，优选地1-50分钟，更优选地5-50分钟。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火处理在低压下470K-510K进行。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属电极选自金电极。
7.一种极性可逆调控的场效应晶体管，其特征在于，所述场效应晶体管通过权利要求1所述的方法制备得到；所述场效应晶体管具有选自下组的极性：n型、双极性、p型。
8.如权利要求7所述的极性可逆调控的场效应晶体管的用途，其特征在于，所述场效应晶体管是双极性场效应晶体管；所述双极性场效应晶
9.一种可逆调控场效应晶体管的极性的方法，其特征在于，所述方法包括：
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述场效应晶体管包括：
...【技术特征摘要】
1.一种极性可逆调控的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括退火处理所述第二极性场效应晶体管，得到第三极性场效应晶体管；所述第三极性场效应晶体管为n型场效应晶体管。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三极性场效应晶体管与所述第一极性场效应晶体管具有基本一致的极性性能。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述紫外臭氧处理时间为1-60分钟，优选地1-50分钟，更优选地5-50分钟。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火处理在低压下470k-510k进...
【专利技术属性】
技术研发人员：张金中，王桂芳，洪子安，程志立，高照潭，赵灿，国洪志，胡志高，褚君浩，
申请(专利权)人：衢州市人民医院衢州中心医院，
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。