本发明公开了一种利用二维半导体制作场控带通晶体管阵列器件的方法，该方法包括：利用光刻在硅片上做出裸露图案的氧化硅/硅衬底，在光刻后的衬底图案上蒸镀一层10nm厚氧化钨，然后在CVD反应炉中让氧化钨与硒反应得到硒化钨，泡入在丙酮去除光刻胶后得到特定图案的硒化钨薄片；用同样的方法再在上面做出硫化锡薄片，使硒化钨与硫化锡形成异质结；最后再利用光刻并蒸镀金的方法做出金电极，去除光刻胶后即可得到场控带通晶体管阵列器件。本发明分别利用p型与n型二维半导体材料共组装的方法，在有氧化层的硅片上制作异质结构器件制成只在特定栅压范围内允许电流导通的场控带通晶体管器件，提供了一种解决过去晶体管器件中无法只在区域栅压范围内控制电流打开或关闭的方案。
1.一种利用二维半导体制作场控带通晶体管阵列器件的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤1：取一片上有二氧化硅氧化层的硅片；
步骤3：把涂有光刻胶的硅片置于热台上进行烘胶处理；
步骤4：平放烘胶后的硅片，并把光刻板轻轻压在硅片上；在曝光光源下照射进行曝光处理；
步骤5：曝光后的硅片浸泡在显影液中进行显影处理，之后马上用二次水冲洗干净；
步骤6：利用真空热蒸镀仪在显影出图形的硅片上蒸镀一层2-100nm厚氧化钨；
步骤7：在CVD反应炉中让氧化钨与硒反应得到硒化钨，温度下降到常温后取出；
步骤8：硅片浸泡在丙酮中以去除光刻胶以及多余的硒化钨，使硅片上留有所需形状的阵列硒化钨薄片，之后从丙酮中取出并吹干；
步骤10：平放烘胶后的硅片，在光刻机显微镜下对准，使光刻板中的图案与步骤6中的氧化钨图案部分交叠，在曝光光源下照射进行曝光处理；
步骤11：曝光后的硅片浸泡在显影液中进行显影处理，之后马上用二次水冲洗干净；
步骤12：利用真空热蒸镀仪在显影出图形的硅片上蒸镀一层2-100nm厚氧化锡；
步骤13：在CVD反应炉中让氧化锡与硫反应得到硫化锡，温度下降到常温后取出；
步骤14：硅片浸泡在丙酮中以去除光刻胶以及多余的硫化锡，使硅片上留有所需形状的硒化钨-硫化锡阵列，之后从丙酮中取出并吹干；
步骤15：再在硅片上旋涂一层光刻胶并进行烘胶处理；
步骤16：平放烘胶后的硅片，在光刻机显微镜下对准，使光刻板中的图案与步骤14中的硒化钨-硫化锡阵列图案部分交叠，在曝光光源下照射进行曝光处理；
步骤17：曝光后的硅片浸泡在显影液中进行显影处理，之后马上用二次水冲洗干净；
步骤18：利用真空热蒸镀仪在显影出图形的硅片上蒸镀一层5-50nm厚金电极；
步骤19：硅片1浸泡在丙酮中以去除光刻胶以及多余的金薄膜，使硅片上留有所需形状的硒化钨-硫化锡阵列及与其连通的金电极，之后从丙酮中取出并吹干；最终制得硒化钨-硫化锡带通晶体管阵列器件。
2.根据权利要求1所述的利用二维半导体制作场控带通晶体管阵列器件的方法，其特征在于，其中硅片表面二氧化硅厚度为10-350nm。
3.根据权利要求1所述的利用二维半导体制作场控带通晶体管阵列器件的方法，其特征在于，其中旋涂光刻胶的转速为2000-4000rpm，烘胶处理温度为100℃，时间为4min。
4.根据权利要求1所述的利用二维半导体制作场控带通晶体管阵列器件的方法，其特征在于，其中CVD炉从常温升至设定温度的时间为10min，并在设定温度下恒温5min，之后打开炉盖使其自然冷却至室温。
5.根据权利要求1所述的利用二维半导体制作场控带通晶体管阵列器件的方法，其特征在于，步骤7具体为：把硅片放入双温区CVD管式炉中，管子前端温区放入硒单质，后端温区放硅片，在5毫升/分钟氩气气流下，同步把后端温区从常温升温至650℃，前端温区升温至200℃使硒升华，反应使硅片上的氧化钨薄片转化成硒化钨，温度下降到常温后取出。
6.根据权利要求1所述的利用二维半导体制作场控带通晶体管阵列器件的方法，其特征在于，步骤13具体为：把硅片放入双温区CVD管式炉中，管子前端温区放入硫单质，后端温区放硅片，在5毫升/分钟氩气气流下，同步把后端温区从常温升温至650℃，前端温区升温至120℃使硫升华，反应使硅片上的氧化锡薄片转化成硫化锡，温度下降到常温后取出。
7.根据权利要求1所述的利用二维半导体制作场控带通晶体管阵列器件的方法，其特征在于，所述步骤6中，氧化钨的厚度为10nm。
8.根据权利要求1所述的利用二维半导体制作场控带通晶体管阵列器件的方法，其特征在于，所述步骤12中，氧化锡的厚度为10nm。
9.根据权利要求1所述的利用二维半导体制作场控带通晶体管阵列器件的方法，其特征在于，所述步骤18中，金电极的厚度为20nm。
一种利用二维半导体制作场控带通晶体管阵列器件的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电子器件领域，特别涉及一种利用二维半导体制作场控带通晶体管阵列器件的方法
背景技术
[0002] 场效应晶体管是一种固体半导体器件，在电子器件应用中常被用作可变开关，基于输入栅极的电压的大小，可以控制源漏电流的开启与关闭。在目前硅基CMOS器件中，一般通过往硅中掺入硼或磷等元素实现对硅衬底P型和N型的掺杂，在栅极场效应的控制下，要么负栅压下PMOS导通，要么正栅压下NMOS导通。但目前还没有器件能实现只在某一段栅压范围内允许电流导通，在此栅压范围外电流截止的功能，限制了栅极调控电子器件的进一步应用。
[0003] 本发明介绍了一种利用二维半导体制作场控带通晶体管阵列器件，此方法分别利用p型与n型二维半导体材料共组装的方法，在有氧化层的硅片上制作异质结构器件制成只在特定栅压范围内允许电流导通的场控带通晶体管器件。
发明内容
[0004] 本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种利用二维半导体制作场控带通晶体管阵列器件的方法，该方法分别利用p型与n型二维半导体材料共组装的方法，在有氧化层的硅片上制作异质结构器件制成只在特定栅压范围内允许电流导通的场控带通晶体管器件。
[0005] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] 本发明提供了一种利用二维半导体制作场控带通晶体管阵列器件的方法，包括以下几个步骤：
[0007] 步骤1：取一片上有二氧化硅氧化层的硅片；
[0008] 步骤2：在硅片上旋涂一层光刻胶；
[0009] 步骤3：把涂有光刻胶的硅片置于热台上进行烘胶处理；
[0010] 步骤4：平放烘胶后的硅片，并把光刻板轻轻压在硅片上；在曝光光源下照射进行曝光处理；
[0011] 步骤5：曝光后的硅片浸泡在显影液中进行显影处理，之后马上用二次水冲洗干净；
[0012] 步骤6：利用真空热蒸镀仪在显影出图形的硅片上蒸镀一层2-100nm厚氧化钨；
[0013] 步骤7：在CVD反应炉中让氧化钨与硒反应得到硒化钨，温度下降到常温后取出；
[0014] 步骤8：硅片浸泡在丙酮中以去除光刻胶以及多余的硒化钨，使硅片上留有所需形状的阵列硒化钨薄片，之后从丙酮中取出并吹干；
[0015] 步骤9：再在硅片上旋涂一层光刻胶并进行烘胶处理；
[0016] 步骤10：平放烘胶后的硅片，在光刻机显微镜下对准，使光刻板中的图案与步骤6中的氧化钨图案部分交叠，在曝光光源下照射进行曝光处理；
[0017] 步骤11：曝光后的硅片浸泡在显影液中进行显影处理，之后马上用二次水冲洗干净；
[0018] 步骤12：利用真空热蒸镀仪在显影出图形的硅片上蒸镀一层2-100nm厚氧化锡；
[0019] 步骤13：在CVD反应炉中让氧化锡与硫反应得到硫化锡，温度下降到常温后取出；
[0020] 步骤14：硅片浸泡在丙酮中以去除光刻胶以及多余的硫化锡，使硅片上留有所需形状的硒化钨-硫化锡阵列，之后从丙酮中取出并吹干；
[0021] 步骤15：再在硅片上旋涂一层光刻胶并进行烘胶处理；
[0022] 步骤16：平放烘胶后的硅片，在光刻机显微镜下对准，使光刻板中的图案与步骤14中的硒化钨-硫化锡阵列图案部分交叠，在曝光光源下照射进行曝光处理；
[0023] 步骤17：曝光后的硅片浸泡在显影液中进行显影处理，之后马上用二次水冲洗干净；
[0024] 步骤18：利用真空热蒸镀仪在显影出图形的硅片上蒸镀一层5-50nm厚金电极；
[0025] 步骤19：硅片1浸泡在丙酮中以去除光刻胶以及多余的金薄膜，使硅片上留有所需形状的硒化钨-硫化锡阵列及与其连通的金电极，之后从丙酮中取出并吹干；最终制得硒化钨-硫化锡带通晶体管阵列器件。
[0026] 作为优选的技术方案，其中硅片表面二氧化硅厚度为10-350nm。
[0027] 作为优选的技术方案，其中旋涂光刻胶的转速为2000-4000rpm，烘胶处理温度为100℃，时间为4min。
[0028] 作为优选的技术方案，其中CVD炉从常温升至设定温度的时间为10min，并在设定温度下恒温5min，之后打开炉盖使其自然冷却至室温。
[0029] 作为优选的技术方案，步骤7具体为：
[0030] 把硅片放入双温区CVD管式炉中，管子前端温区放入硒单质，后端温区放硅片，在5毫升/分钟氩气气流下，同步把后端温区从常温升温至650℃，前端温区升温至200℃使硒升华，反应使硅片上的氧化钨薄片转化成硒化钨，温度下降到常温后取出。
[0031] 作为优选的技术方案，步骤13具体为：
[0032] 把硅片放入双温区CVD管式炉中，管子前端温区放入硫单质，后端温区放硅片，在5毫升/分钟氩气气流下，同步把后端温区从常温升温至650℃，前端温区升温至120℃使硫升华，反应使硅片上的氧化锡薄片转化成硫化锡，温度下降到常温后取出。
[0033] 作为优选的技术方案，所述步骤6中，氧化钨的厚度为10nm。
[0034] 作为优选的技术方案，所述步骤12中，氧化锡的厚度为10nm。
[0035] 作为优选的技术方案，所述步骤18中，金电极的厚度为20nm。
[0036] 本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
[0037] 本发明介绍了一种制作场控带通晶体管阵列器件的方法，该方法分别利用p型与n型二维半导体材料共组装的方法，在有氧化层的硅片上制作异质结构器件制成只在特定栅压范围内允许电流导通的场控带通晶体管器件，提供了一种解决过去晶体管器件中无法只在区域栅压范围内控制电流打开或关闭的方案。
附图说明
[0038] 图1是本发明场控带通晶体管阵列器件的示意图。
[0039] 图2是本发明场控带通晶体管阵列器件的转移曲线测试结果示意图。
[0040] 附图标号说明：1——硒化钨；2——金电极；3——硒化钨与硫化锡交叠的部分；4——硅片衬底；5——硫化锡。
具体实施方式
[0041] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0042] 实施例
[0043] 如图1所示，本实施例一种利用二维半导体制作场控带通晶体管阵列器件的方法，具体包括下述方法：
[0044] 步骤1：取一片上有二氧化硅氧化层的硅片(即图1中所示的硅片衬底4)；
[0045] 步骤2：在硅片上旋涂一层光刻胶；
[0046] 步骤3：把涂有光刻胶的硅片置于热台上进行烘胶处理；
[0047] 步骤4：平放烘胶后的硅片，并把光刻板轻轻压在硅片上；在曝光光源下照射进行曝光处理；
[0048] 步骤5：曝光后的硅片浸泡在显影液中进行显影处理，之后马上用二次水冲洗干净；
[0049] 步骤6：利用真空热蒸镀仪在显影出图形的硅片上蒸镀一层2-100nm厚氧化钨，，本实施例中氧化钨的厚度为10nm；
[0050] 步骤7：把硅片放入双温区CVD管式炉中，管子前端温区放入硒单质，后端温区放硅片，在5毫升/分钟氩气气流下，同步把后端温区从常温升温至650℃，前端温区升温至200℃使硒升华，反应使硅片上的氧化钨薄片转化成硒化钨1，温度下降到常温后取出；
[0051] 步骤8：硅片浸泡在丙酮中以去除光刻胶以及多余的硒化钨，使硅片上留有所需形状的阵列硒化钨薄片，之后从丙酮中取出并吹干；
[0052] 步骤9：再在硅片上旋涂一层光刻胶并进行烘胶处理；
[0053] 步骤10：平放烘胶后的硅片，在光刻机显微镜下对准，使光刻板中的图案与步骤6中的氧化钨图案部分交叠，在曝光光源下照射进行曝光处理；
[0054] 步骤11：曝光后的硅片浸泡在显影液中进行显影处理，之后马上用二次水冲洗干净；
[0055] 步骤12：利用真空热蒸镀仪在显影出图形的硅片上蒸镀一层2-100nm厚氧化锡，本实施例中氧化锡的厚度为10nm；
[0056] 步骤13：把硅片放入双温区CVD管式炉中，管子前端温区放入硫单质，后端温区放硅片，在5毫升/分钟氩气气流下，同步把后端温区从常温升温至650℃，前端温区升温至120℃使硫升华，反应使硅片上的氧化锡薄片转化成硫化锡5，温度下降到常温后取出；
[0057] 步骤14：硅片浸泡在丙酮中以去除光刻胶以及多余的硫化锡，使硅片上留有所需形状的硒化钨-硫化锡阵列，之后从丙酮中取出并吹干；
[0058] 步骤15：再在硅片上旋涂一层光刻胶并进行烘胶处理；
[0059] 步骤16：平放烘胶后的硅片，在光刻机显微镜下对准，使光刻板中的图案与步骤14中的硒化钨-硫化锡阵列图案部分交叠(图1中硒化钨与硫化锡交叠的部分3)，在曝光光源下照射进行曝光处理；
[0060] 步骤17：曝光后的硅片浸泡在显影液中进行显影处理，之后马上用二次水冲洗干净；
[0061] 步骤18：利用真空热蒸镀仪在显影出图形的硅片上蒸镀一层5-50nm厚金电极2，本实施例中金电极的厚度为20nm；
[0062] 步骤19：硅片浸泡在丙酮中以去除光刻胶以及多余的金薄膜，使硅片上留有所需形状的硒化钨-硫化锡阵列及与其连通的金电极2，之后从丙酮中取出并吹干；最终制得硒化钨-硫化锡带通晶体管阵列器件。
[0063] 其中，硅片表面二氧化硅厚度为10-350nm。
[0064] 上述步骤2中旋涂光刻胶的转速为2000-4000rpm。
[0065] 上述步骤3中烘胶处理温度为100℃，时间为4min。
[0066] 如图2所示，场控带通晶体管阵列器件的转移曲线测试结果，在此器件中，只有特定栅压范围内可以导通电流，在此范围外电流都是关闭状态。
[0067] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
