一种半导体结构的制作方法

1.本实用新型属于半导体技术领域，具体涉及一种半导体结构。


背景技术：

2.随着半导体产业的发展，半导体器件的尺寸进一步缩小，但是传统的半导体材料，随着尺寸的缩小，性能也进一步降低，难以满足需求，进而制约半导体行业发展。采用二维半导体材料制成新型高性能功能器件，成为突破当前技术瓶颈的重要环节和关键方向；pn结是半导体器件中最基础的结构，如何研制出基于二维半导体材料的pn结构是需要着重解决的问题。


技术实现要素：

3.有基于此，本实用新型提供了一种半导体结构，即提供一种基于二维半导体材料的pn结构。
4.本实用新型是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
5.一种半导体结构，从下到上依次包括衬底、底层二维半导体材料、p型二维半导体材料、n型二维半导体材料和介质层，底层二维半导体材料位于衬底上方，p型二维半导体材料和n型二维半导体材料位于底层二维半导体材料上方，介质层位于p型二维半导体材料和n型二维半导体材料上方，介质层两端分别设有p型金属电极、n型金属电极；p型金属电极与p型二维半导体材料的相变部分一接触，n型金属电极与n型二维半导体材料的相变部分二接触；所述p型二维半导体材料的功函数比底层二维半导体材料的功函数小，所述n型二维半导体材料的功函数比底层二维半导体材料的功函数大。
6.进一步的技术方案，所述相变部分一和相变部分二均通过辐照二维半导体材料形成。
7.本实用新型的有益效果为：本实用新型的半导体结构，从下到上依次包括衬底、底层二维半导体材料、p型二维半导体材料、n型二维半导体材料和介质层，介质层两端分别设有p型金属电极、n型金属电极；p型金属电极与p型二维半导体材料的相变部分一接触，n型金属电极与n型二维半导体材料的相变部分二接触；p型二维半导体材料的功函数比底层二维半导体材料的功函数小，n型二维半导体材料的功函数比底层二维半导体材料的功函数大。本实用新型通过堆叠不同功函数的二维半导体材料，实现p型二维半导体材料产生p型掺杂、n型二维半导体材料产生n型掺杂，形成pn结构。本实用新型同时保证金属电极与二维半导体材料的欧姆接触电阻小。
附图说明
8.图1为本实用新型所述半导体结构示意图；
9.图中：1-衬底，2-底层二维半导体材料，3-p型二维半导体材料，4-n型二维半导体材料，5-p型金属电极，6-n型金属电极，7-介质层，31-相变部分一，32-未相变部分一，41-相
变部分二，42-未相变部分二。
具体实施方式
10.下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。
11.如图1所示，一种半导体结构，包括衬底1、底层二维半导体材料2、p型二维半导体材料3、n型二维半导体材料4、p型金属电极5、n型金属电极6和介质层7，衬底1位于最底层，底层二维半导体材料2位于衬底1上方，p型二维半导体材料3和n型二维半导体材料4位于底层二维半导体材料2上方，介质层7位于p型二维半导体材料3和n型二维半导体材料4上方，介质层7两端内部分别设有p型金属电极5、n型金属电极6；p型金属电极5下方的p型二维半导体材料3通过辐照，半导体相转变为金属相，形成相变部分一31，未辐照部分作为未相变部分一32，p型金属电极5与相变部分一31接触，且欧姆接触电阻小；n型金属电极6下方的n型二维半导体材料4通过辐照，半导体相转变为金属相，形成相变部分二41，未辐照部分作为未相变部分二42，n型金属电极6与相变部分二41接触，且欧姆接触电阻小。
12.本实用新型一种半导体结构的制备过程为：
13.(1)通过化学气相淀积(cvd)或原子层淀积(ald)的方法，实现底层二维半导体材料2位于衬底1上方；
14.(2)通过光刻法在底层二维半导体材料2上暴露需铺p型二维半导体区域后，通过气相沉积法在此区域形成一层p型二维半导体材料3；通过光刻法在底层二维半导体材料2上暴露需铺n型二维半导体区域后，通过气相沉积法在此区域形成一层n型二维半导体材料4；
15.(3)通过气相沉积法在p型二维半导体材料3和n型二维半导体材料4上方形成一层介质层7；
16.(4)在介质层7内部经过光刻和刻蚀形成沟槽，在沟槽中填充金属材料形成p型金属电极5和n型金属电极6。
17.p型二维半导体材料3的功函数比底层二维半导体材料2的功函数小，n型二维半导体材料4的功函数比底层二维半导体材料2的功函数大。
18.与传统硅材料相比，二维半导体材料具有高迁移率，响应速度快；且功函数大的二维半导体材料的费米能级高。
19.本实用新型一种半导体结构的原理为：p型二维半导体材料3垂直堆叠在底层二维半导体材料层2上方，且p型二维半导体材料3的功函数比底层二维半导体层材料2的功函数小，电子从费米能级较高的底层二维半导体材料2向费米能级较低的p型二维半导体材料3转移，从而p型二维半导体材料3产生p型掺杂、底层二维半导体材料2产生n型掺杂；n型二维半导体材料4垂直堆叠在底层二维半导体材料层2上方，且n型二维半导体材料4的功函数比底层二维半导体材料2的功函数大，电子从费米能级较高的n型二维半导体材料4向费米能级较低的底层二维半导体材料2转移，底层二维半导体材料2产生p型掺杂、n型二维半导体材料4产生n型掺杂。
20.所述实施例为本实用新型的优选的实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见
的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。