1.基于高k柵介質(zhì)的二硫化鉬場(chǎng)效應(yīng)晶體管,其特征在于,包括依次層疊的Si襯底、HfO2柵介質(zhì)層和二硫化鉬導(dǎo)電溝道,以及在導(dǎo)電溝道上的金屬源電極和金屬漏電極,其中,所述HfO2柵介質(zhì)層的薄膜表面粗糙度為0.21~0.65nm;所述二硫化鉬導(dǎo)電溝道為單層的二硫化鉬三角片,其場(chǎng)效應(yīng)厚度為0.7~1.0nm;所述的金屬源電極為鉻/金堆疊結(jié)構(gòu),所述的金屬漏電極為鉻/金堆疊結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于高k柵介質(zhì)的二硫化鉬場(chǎng)效應(yīng)晶體管,其特征在于,所述Si襯底的厚度為625μm±25μm。
3.如權(quán)利要求1所述的基于高k柵介質(zhì)的二硫化鉬場(chǎng)效應(yīng)晶體管,其特征在于,所述Si襯底為N型磷摻雜的單拋光硅襯底,(100)晶向,電阻率小于0.0015Ω.cm,厚度為625μm±25μm。
4.如權(quán)利要求1所述的基于高k柵介質(zhì)的二硫化鉬場(chǎng)效應(yīng)晶體管,其特征在于,所述HfO2柵介質(zhì)層的厚度為50~120nm。
5.如權(quán)利要求4所述的基于高k柵介質(zhì)的二硫化鉬場(chǎng)效應(yīng)晶體管,其特征在于,所述HfO2柵介質(zhì)層的厚度為120nm。
6.如權(quán)利要求1所述的基于高k柵介質(zhì)的二硫化鉬場(chǎng)效應(yīng)晶體管,其特征在于,所述HfO2柵介質(zhì)層表面粗糙度為0.65nm,厚度為120nm。
7.如權(quán)利要求1所述的基于高k柵介質(zhì)的二硫化鉬場(chǎng)效應(yīng)晶體管,其特征在于,所述的二硫化鉬導(dǎo)電溝道的場(chǎng)效應(yīng)厚度為1.0nm。
8.如權(quán)利要求1所述的基于高k柵介質(zhì)的二硫化鉬場(chǎng)效應(yīng)晶體管,其特征在于,所述鉻/金堆疊結(jié)構(gòu)中,鉻層厚度為5~20nm,金層厚度為40~80nm。
9.如權(quán)利要求8所述的基于高k柵介質(zhì)的二硫化鉬場(chǎng)效應(yīng)晶體管,其特征在于,所述鉻/金堆疊結(jié)構(gòu)中,鉻層厚度為5nm,金層厚度為50nm。
10.如權(quán)利要求1~9中任一項(xiàng)所述的基于高k柵介質(zhì)的二硫化鉬場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備方法,包括以下步驟:
(1)依次使用丙酮、異丙醇、去離子水將Si襯底超聲清洗各10~30分鐘,再用氮?dú)鈽尨蹈蓚溆茫?/p>
(2)在所述Si襯底上采用原子層沉積方法的方式生長(zhǎng)HfO2作為高介電常數(shù)柵介質(zhì)層,HfO2柵介質(zhì)層的薄膜表面粗糙度為0.21~0.65nm:
(3)利用常壓化學(xué)氣相沉積法在所述的HfO2/Si上面直接生長(zhǎng)單層的MoS2三角片導(dǎo)電溝道,其場(chǎng)效應(yīng)厚度為0.7~1.0nm;
(4)采用電子束曝光工藝和電子束蒸發(fā)的方式,在所述MoS2三角片導(dǎo)電溝道上制備金屬源漏電極,所采用的金屬為Cr/Au堆疊結(jié)構(gòu),得到基于高k柵介質(zhì)的二硫化鉬場(chǎng)效應(yīng)晶體管。