
技术摘要:
本发明公开了半导体技术领域内的一种改善欧姆接触的方法,包括高温电激励处理步骤,具体如下:将二维半导体晶体管器件温度升高至410‑450K并保持,同时对所述二维半导体晶体管器件中的二维半导体两端电极持续施加电压,随后停止施加电压并将所述二维半导体晶体管器件温 全部
背景技术:
二维半导体材料由于其独特的光电性能,近年来在光电子领域受到广泛关注。如 石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷等二维半导体材料,基于该类材料的新效应、新机理的新型 光电子器件被不断开发出来,为新一代光电技术应用奠定良好基础。其中,过渡金属硫化物 是一类典型的半导体材料,具有1-2eV的禁带宽度,在纳米光电子器件的设计中,展现出可 调谐的光学特性、机械柔性、耐击穿电压等特点,此外,结合不同的二维半导体构建的范德 华异质结器件,为多功能器件应用开发提供更广泛的途径。 场效应晶体管是二维半导体光电子器件设计中普遍使用的一种典型器件结构,二 维半导体与金属之间的电接触对于器件的最终性能具有决定性作用,包括开态电流、光电 流、高频信号处理、迁移率等。然而,在大多数的二维半导体场效应晶体管器件中,通常在二 维半导体和金属之间由于工艺等原因,存在界面杂质等,而二维半导体和金属之间也很难 形成相互扩散,二维半导体和三维金属电极之间较大的接触电阻往往会严重影响器件性 能。 对于传统半导体材料,实施掺杂是降低接触电阻的有效方法,但该方法并不适用 于二维半导体材料,此外,由于二维半导体材料表面缺少悬挂键,很难与金属材料形成化学 键,因而导致接触电阻增大。
技术实现要素:
本申请通过提供一种改善欧姆接触的方法,利用高温电激励的方式改善二维半导 体晶体管器件的欧姆接触,用以解决二维半导体材料如何降低欧姆接触的问题,该高温电 激励的方式属于器件制备的后端工艺,能够有效降低二维半导体接触电阻,提高二维半导 体晶体管器件整体性能。 本申请实施例提供了一种改善欧姆接触的方法,包括高温电激励处理步骤,具体 如下: 将二维半导体晶体管器件温度升高至410-450K并保持,同时对所述二维半导体晶 体管器件中的二维半导体两端电极持续施加电压,随后停止施加电压并将所述二维半导体 晶体管器件温度降低至室温。 上述改善欧姆接触的方法有益效果在于:通过对二维半导体两端施加电压并保持 的方式将二维半导体和金属之间的杂质进一步消除,从而改进二维半导体的欧姆接触;同 时在410-450K高温状态下施加电激励更加有助于消除界面因素导致的接触不良,因此,本 方法针对二维半导体材料,在高温下对二维半导体进行电激励能更好地改善欧姆接触;此 外通常二维半导体晶体管器件需在475K温度下进行退火处理,本技术方案温度低于475K, 因此减少了二维半导体的损伤几率,可循环操作;另外本技术方案中高温电激励步骤属于 3 CN 111584655 A 说 明 书 2/4 页 器件制备的后端工艺,能够有效改进降低接触电阻,提高器件整体性能,具有操作简单、耗 时短、可靠性高等优点。 针对上述改善欧姆接触的方法,还可以进一步改进,具体如下: 在本申请其中一个实施例中,所述电压不大于5V。施加电压高于5V容易导致二极 管半导体损伤。 在本申请其中一个实施例中,所述施加电压持续的时间为5-10s。施加电压持续时 间少于5s,改善欧姆接触效果不明显;施加电压持续时间多于10s,容易引起二极管半导体 损伤。 在本申请其中一个实施例中,所述二维半导体晶体管器件的制备方法包括以下步 骤: S1.衬底准备; S2.在步骤S1中衬底上制备埋栅电极; S3.在步骤S1中衬底上制备绝缘栅电介质,栅电介质包覆S2中的埋栅电极; S4.制备二维半导体,再将二维半导体转移至步骤S3中的栅电介质上; S5.在步骤S4中的二维半导体两端分别制备源、漏电极图形,再依照源、漏电极图 形,制备金属源极和金属漏极,从而制得二维半导体晶体管器件。 在本申请其中一个实施例中,所述步骤S1中,所述衬底材质是高阻硅、石英片或蓝 宝石,优选为高阻硅。 在本申请其中一个实施例中,所述步骤S1中,所述衬底需要依次用丙酮、无水酒 精、去离子水清洗。 在本申请其中一个实施例中,所述步骤S3中,栅电介质材质是二氧化硅、三氧化二 铝或二氧化铪。 在本申请其中一个实施例中,所述步骤S4中二维半导体的厚度为1-10nm,所述步 骤S5中电极厚度为50-100nm。 本申请实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点: 1.通过对二维半导体持续施加电压的方式改进二维半导体欧姆接触,提高了二维 半导体晶体管器件整体性能; 2.在对二维半导体持续施加电压的同时使二维半导体保持在高温状态下,从而更 好的改善其欧姆接触; 3.通常二维半导体晶体管器件需在475K温度下进行退火处理,本方法温度为410- 450K,低于475K,因此减少了二维半导体的损伤几率,可循环操作; 4.本方法中的高温电激励步骤属于二维半导体晶体管器件制备的后端工艺,具有 操作简单、耗时短、可靠性高的优点。 附图说明 图1为二维半导体晶体管器件结构示意图; 图2为实施例五中二维半导体晶体管器件在高温电激励处理前后的沟道电流大小 对比图; 图3为实施例六中在室温310K和高温430K下的二维半导体电流电压数据对比图。 4 CN 111584655 A 说 明 书 3/4 页 其中,1.绝缘衬底,2.埋栅电极、3.栅电介质、4.二维半导体、5.金属源极、6.金属 漏极。