黑磷柔性场效应晶体管及其制备方法

技术特征：
1.一种黑磷柔性场效应晶体管的制备方法，其特征在于包括：对氮化硼层表面进行等离子体处理，以在氮化硼层表面形成黑磷的成核位点；在所述氮化硼层上原位生长黑磷层，形成黑磷二维材料外延结构；以及制作与所述黑磷二维材料外延结构配合的源极、漏极和栅极，形成黑磷柔性场效应晶体管，其中所述黑磷层作为沟道层。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于具体包括：在第一衬底上原位生长形成氮化硼层后，再对氮化硼层表面进行所述的等离子体处理，之后在所述氮化硼层上原位生长形成黑磷层。3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于具体包括：于保护气体气氛、1mtorr-100torr的压力条件下对所述氮化硼层表面进行所述的等离子体处理；优选的，所述保护气体气氛包括氮气、氧气、笑气、氨气和惰性气体中的任意一种或两种以上气体的混合，所述保护气体的输入流量为1sccm-1slm；和/或，所述等离子体处理的功率为1w-1kw，处理时间为1s-10min。4.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于具体包括：以所述氮化硼层作为剥离层，将所述氮化硼层与黑磷层从第一衬底上整体剥离并转移至第二衬底的第一面，并使所述氮化硼层设置在第二衬底与黑磷层之间；以及制作与所述黑磷二维材料外延结构配合的源极、漏极和栅极。5.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于具体包括：制作与所述黑磷二维材料外延结构配合的源极、漏极和栅极，形成晶体管器件结构；以所述氮化硼层作为剥离层，将所述晶体管器件结构从第一衬底上整体剥离并转移至第二衬底的第一面，并使所述氮化硼层设置在第二衬底与黑磷层之间。6.根据权利要求1-5中任一项所述的制作方法，其特征在于：所述氮化硼层的厚度在0.1nm以上；优选的，所述氮化硼层的厚度为0.1-100nm；和/或，所述氮化硼层的材质包括六方氮化硼。7.根据权利要求4或5所述的制作方法，其特征在于还包括：在黑磷层上生长形成钝化层；优选的，所述钝化层的材质包括sio2、sin、al2o3中的任意一种。8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于：所述栅极包括设置在钝化层上的第一栅极和/或设置在第二衬底第二面的第二栅极，所述第二衬底第二面与第一面相背对设置。9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于：所述第二衬底为柔性衬底；和/或，所述第一衬底的材质包括蓝宝石、碳化硅、硅、二氧化硅中的任意一种。10.由权利要求1-9中任一项所述的制作方法制作的黑磷柔性场效应晶体管。

技术总结
本发明公开了一种黑磷柔性场效应晶体管及其制备方法。所述制备方法包括：对氮化硼层表面进行等离子体处理，以在氮化硼层表面形成黑磷的成核位点；在所述氮化硼层上原位生长黑磷层，形成黑磷二维材料外延结构；以及制作与所述黑磷二维材料外延结构配合的源极、漏极和栅极，形成黑磷柔性场效应晶体管，其中所述黑磷层作为沟道层。本发明实施例提供的一种黑磷柔性场效应晶体管的制作方法，采用氮化硼作为剥离层可以得到晶圆级别大小的大面积黑磷二维材料，并可以整个转移至柔性衬底上，无须人工依次挑选合适的黑磷材料。工依次挑选合适的黑磷材料。工依次挑选合适的黑磷材料。


技术研发人员：张嫔 何涛 张晓东 张宝顺
受保护的技术使用者：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
技术研发日：2021.08.12
技术公布日：2023/2/17