TWI625518B - 二維材料的缺陷識別方法與基於二維材料的元件的製備方法 - Google Patents
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Abstract
一種二維材料的缺陷識別方法，包括如下步驟：將生長有二維材料的第一基底置於原子層沉積系統中，控制原子層沉積過程的製程參數，使所述二維材料的缺陷處沉積生長金屬氧化物或金屬，而缺陷以外的部位不生長或較少生長所述金屬氧化物或金屬；採用光學顯微鏡對缺陷處生長有金屬氧化物或金屬的二維材料進行拍照，得到二維材料表面圖像，所述二維材料的缺陷由圖像上的金屬氧化物或金屬所在的位置標定識別。該方法可準確高效地識別二維材料的缺陷，實現對缺陷的追蹤標記，適用於大面積的元件製備及其它需要定位二維材料缺陷的應用。本發明還提供了一種基於二維材料的元件的製備方法。
Description
本發明涉及二維材料技術領域，特別是涉及一種二維材料的缺陷識別方法以及一種基於二維材料的元件的製備方法。
二維材料由於具有許多獨特的電學、光學、化學以及熱學特性，使得其在奈米電子、光電子元件等積體電路和功能性元件的構築中起著非常重要的作用。如石墨烯因具有超高遷移率（室溫105 cm2
/Vs）、高透光性（單層透光率97.7%）、高熱導率（40 W/cm·K）等優異性能，在電子學及光電子學領域具有廣泛的應用前景。
然而，採用各種方式製備得到的二維材料都不可避免的會存在各種各樣的缺陷，這些缺陷會嚴重影響基於二維材料的元件的性能。以石墨烯為例，化學氣相沉積（CVD）生長石墨烯是大面積製備石墨烯的常用方法，CVD生長的石墨烯是多晶石墨烯，晶界及生長成核點是CVD石墨烯的缺陷主要來源，此缺陷會嚴重影響石墨烯元件的性能，降低晶圓上製備的石墨烯元件的性能均勻性，制約石墨烯元件的應用進程。因此要提高晶圓上石墨烯元件的性能均勻性，解決石墨烯晶界線缺陷及點缺陷對石墨烯元件的影響，需要找到高效可行的石墨烯缺陷定位技術。
目前，現有的石墨烯缺陷的識別技術包括：（1）將CVD生長的石墨烯轉移至穿透式電子顯微鏡（TEM）的網格上，採用穿透式電子顯微鏡觀察石墨烯缺陷；（2）採用拉曼光譜表徵；（3）採用紫外線對石墨烯進行氧化，再結合光學顯微鏡和拉曼光譜進行缺陷識別；（4）採用電學測量得到石墨烯場效應電晶體的轉移和輸出特性曲線，從而判斷元件的好壞。但這些方法都存在一些不足：TEM方法表徵石墨烯缺陷可以做到原子級解析度，但TEM的樣品製備難度較高，表徵效率極低，且表徵後無法有效進行標記追蹤，因此不適用於元件製備；拉曼表徵的雷射光斑為微米量級，效率較低、不能進行大面積的拉曼掃描表徵；而用紫外線氧化石墨烯則會在將石墨烯晶界氧化的同時，其餘地方的石墨烯也被部分氧化，這樣改變了石墨烯，從而會嚴重影響石墨烯元件的性能；而電學測量雖然挑選出性能不好的元件非常可靠，但對於大面積元件製備不再適用。
鑒於此，本發明第一方面提供了一種二維材料的缺陷識別方法，此方法採用原子層沉積（ALD）技術選擇性地在二維材料的缺陷處生長金屬氧化物或金屬，並對生長的金屬氧化物或金屬位置進行追蹤，從而可準確高效地識別二維材料的缺陷，適用於大面積的元件製備。進一步地，本發明第二方面提供了一種基於二維材料的元件的製備方法。
第一方面，本發明提供了一種二維材料的缺陷識別方法，包括如下步驟：
將生長有二維材料的第一基底置於原子層沉積系統中，控制原子層沉積過程的製程參數，使所述二維材料的缺陷處沉積生長金屬氧化物或金屬，而缺陷以外的部位不生長或較少生長所述金屬氧化物或金屬；所述金屬氧化物或金屬為適用原子層沉積方式進行沉積的金屬氧化物或金屬；
採用光學顯微鏡對缺陷處生長有金屬氧化物或金屬的二維材料進行拍照，得到二維材料表面圖像，所述二維材料的缺陷由所述圖像上的金屬氧化物或金屬所在的位置標定識別。
在本發明第一方面中，所述二維材料包括石墨烯、硫化鉬、硫化鎢或黑磷。
在本發明第一方面中，所述金屬氧化物包括氧化鋁、氧化鉿、氧化鋯或氧化鈦；所述金屬包括金屬鈦或金屬鈀。
在本發明第一方面中，所述控制原子層沉積過程的製程參數包括控制所述金屬氧化物或金屬的前驅體源脈衝強度和沉積循環次數。
在本發明第一方面中，所述沉積循環次數為10次至50次。
在本發明第一方面中，所述缺陷包括晶界線缺陷、褶皺、破損邊緣或點缺陷。
本發明第一方面提供的二維材料的缺陷識別方法，通過採用原子層沉積（ALD）技術選擇性地在二維材料的缺陷處生長金屬氧化物或金屬，並對生長的金屬氧化物或金屬位置進行追蹤，從而可準確高效地識別二維材料的缺陷，適用於大面積的元件製備及其它需要定位二維材料缺陷的應用。
第二方面，本發明提供一種基於二維材料的元件的製備方法，包括如下步驟：
將生長有二維材料的目標基底置於原子層沉積系統中，控制原子層沉積過程的製程參數，使所述二維材料的缺陷處沉積生長金屬氧化物或金屬，而缺陷以外的部位不生長或較少生長所述金屬氧化物或金屬；或
將生長有二維材料的第二基底置於原子層沉積系統中，控制原子層沉積過程的製程參數，使所述二維材料的缺陷處沉積生長金屬氧化物或金屬，而缺陷以外的部位不生長或較少生長所述金屬氧化物或金屬；然後將缺陷處生長有金屬氧化物或金屬的二維材料轉移至目標基底上；所述金屬氧化物或金屬為適用原子層沉積方式進行沉積的金屬氧化物或金屬；
採用光學顯微鏡對所述目標基底上的缺陷處生長有金屬氧化物或金屬的二維材料進行拍照，將拍攝的照片進行拼接，形成整個晶圓上的二維材料表面圖像，所述二維材料的缺陷由所述圖像上的金屬氧化物或金屬所在的位置標定識別；
根據二維材料表面圖像設計元件製備版圖，並按照所述版圖進行元件製備，得到基於二維材料的元件。
在本發明第二方面中，所述金屬氧化物包括氧化鋁、氧化鉿、氧化鋯或氧化鈦；所述金屬包括金屬鈦或金屬鈀。
在本發明第二方面中，所述控制原子層沉積過程的製程參數包括控制所述金屬氧化物或金屬的前驅體源脈衝強度和沉積循環次數。
在本發明第二方面中，所述沉積循環次數為10次至50次。
在本發明第二方面中，所述第二基底包括金屬銅、鎳、鉑、鐵或合金基底。
在本發明第二方面中，所述目標基底包括生長有一定厚度二氧化矽的矽基底，或其它半導體製程所用的基底材料或柔性基底。
在本發明第二方面中，所述缺陷包括晶界線缺陷、褶皺、破損邊緣或點缺陷。
在本發明第二方面中，所述基於二維材料的元件包括場效電晶體、穿隧電晶體、自旋元件或二極體元件。
本發明第二方面提供的基於二維材料的元件的製備方法，可在元件製備過程中追蹤二維材料的缺陷，實現了二維材料缺陷的視覺化，這樣，一方面可選擇性地在無缺陷或缺陷少的二維材料區域製備元件，提高元件性能的均勻性，另一方面可快速挑選出通道具有缺陷的基於二維材料的元件，避免了通過耗時的電學測量方式來判定元件的性能；此外，此製備方法在對二維材料缺陷進行標定時對二維材料的晶格無損傷，不影響所製備的元件的性能；且採用原子沉積方式生長的金屬氧化物或金屬不影響元件的後續製備製程的進行，易於去除，不會在二維材料上留下殘留污染物。
本發明實施例的優點將會在下面的說明書中部分闡明，一部分根據說明書是顯而易見的，或者可以通過本發明實施例的實施而獲知。
以下所述是本發明實施例的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明實施例原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明實施例的保護範圍。
二維材料由於具有許多獨特的電學、光學、化學以及熱學特性，使得其在奈米電子、光電子元件等積體電路和功能性元件的構築中起著非常重要的作用。然而，採用各種方式製備得到的二維材料都不可避免的會存在各種各樣的缺陷，包括晶界線缺陷、褶皺、破損邊緣、點缺陷等，這些缺陷會嚴重影響基於該二維材料的元件的性能。因此要提高元件的性能，避免缺陷對元件的影響，需要找到高效可行的缺陷識別技術，而目前現有的缺陷識別技術存在耗時長、效率低、無法進行有效追蹤、不適用於大面積元件製備等不足。
為了解決上述問題，本發明實施例提供了一種二維材料的缺陷識別方法，此方法採用原子層沉積（ALD）技術選擇性地在二維材料的缺陷處生長金屬氧化物或金屬，並對生長的金屬氧化物或金屬位置進行追蹤，從而可準確高效地識別缺陷，適用於大面積的元件製備。本發明實施例還相應提供了一種基於二維材料的元件的製備方法。
具體地，本發明實施例提供一種二維材料的缺陷識別方法，包括如下步驟： 將生長有二維材料的第一基底置於原子層沉積系統中，控制原子層沉積過程的製程參數，使所述二維材料的缺陷處沉積生長金屬氧化物或金屬，而缺陷以外的部位不生長或較少生長所述金屬氧化物或金屬；所述金屬氧化物或金屬為適用原子層沉積方式進行沉積的金屬氧化物或金屬； 採用光學顯微鏡對缺陷處生長有金屬氧化物或金屬的二維材料進行拍照，得到二維材料表面圖像，所述二維材料的缺陷由所述圖像上的金屬氧化物或金屬所在的位置標定識別。 本發明實施方式中，所述二維材料可以是石墨烯，也可以是其它表面懸掛鍵少，用ALD難以生長上薄膜的二維材料，如硫化鉬、硫化鎢、黑磷等。
本發明實施方式中，適用原子層沉積方式進行沉積的金屬氧化物或金屬均可實現本發明，具體地，所述金屬氧化物包括但不限於氧化鋁、氧化鉿、氧化鋯或氧化鈦；所述金屬包括但不限於金屬鈦或金屬鈀。本發明對原子層沉積過程採用的金屬氧化物或金屬前驅體源不作特殊限定，能實現本發明即可。
本發明實施方式中，基於原子層沉積方式的特殊性，金屬氧化物或金屬會選擇性地優先在二維材料的缺陷處生長，也由於原子層沉積方式是以單原子膜形式一層一層地形成膜層，因此易於通過控制原子層沉積過程的製程參數，包括金屬氧化物或金屬的前驅體源脈衝強度、沉積循環次數等實現只在二維材料的缺陷處沉積生長金屬氧化物或金屬，而缺陷以外的部位不生長或較少生長金屬氧化物或金屬。金屬氧化物或金屬的前驅體源脈衝強度和沉積循環次數決定了二維材料上金屬氧化物或金屬的沉積量。具體地，沉積循環次數可以為10次至50次。本發明對原子層沉積過程的其它具體製程條件、參數等不作特殊限定，能實現本發明即可。
本發明實施方式中，所述第一基底可以是但不限於金屬銅、鎳、鉑、鐵或合金基底或矽基底等。具體可根據不同二維材料和實際需求進行選擇。
本發明實施方式中，所述缺陷包括晶界線缺陷、褶皺、破損邊緣、點缺陷等。
本發明實施例提供的二維材料的缺陷識別方法，通過採用原子層沉積（ALD）技術選擇性地在二維材料的缺陷處生長金屬氧化物或金屬，並對生長的金屬氧化物或金屬位置進行追蹤，從而可準確高效地識別二維材料的缺陷，適用於大面積的元件製備及其它需要定位二維材料缺陷的應用。本發明實施例提供的二維材料的缺陷識別方法可應用於各種基於二維材料的元件製備中，提高元件性能的均勻性。
具體地，本發明實施例還提供一種基於二維材料的元件的製備方法，包括如下步驟： 將生長有二維材料的目標基底置於原子層沉積系統中，控制原子層沉積過程的製程參數，使所述二維材料的缺陷處沉積生長金屬氧化物或金屬，而缺陷以外的部位不生長或較少生長所述金屬氧化物或金屬；或 將生長有二維材料的第二基底置於原子層沉積系統中，控制原子層沉積過程的製程參數，使所述二維材料的缺陷處沉積生長金屬氧化物或金屬，而缺陷以外的部位不生長或較少生長所述金屬氧化物或金屬；然後將缺陷處生長有金屬氧化物或金屬的二維材料轉移至目標基底上；所述金屬氧化物或金屬為適用原子層沉積方式進行沉積的金屬氧化物或金屬； 採用光學顯微鏡對所述目標基底上的缺陷處生長有金屬氧化物或金屬的二維材料進行拍照，將拍攝的照片進行拼接，形成整個晶圓上的二維材料表面圖像，所述二維材料的缺陷由所述圖像上的金屬氧化物或金屬所在的位置標定識別； 根據二維材料表面圖像設計元件製備版圖，並按照所述版圖進行元件製備，得到基於二維材料的元件。
本發明實施方式中，適用原子層沉積方式進行沉積的金屬氧化物或金屬均可實現本發明，具體地，所述金屬氧化物包括但不限於氧化鋁、氧化鉿、氧化鋯或氧化鈦；所述金屬包括但不限於金屬鈦或金屬鈀。
本發明實施方式中，基於原子層沉積方式的特殊性，金屬氧化物或金屬會選擇性地優先在二維材料的缺陷處生長，也由於原子層沉積方式是以單原子膜形式一層一層地形成膜層，因此易於通過控制原子層沉積過程的製程參數，包括金屬氧化物或金屬的前驅體源脈衝強度、沉積循環次數等實現只在二維材料的缺陷處沉積生長金屬氧化物或金屬，而缺陷以外的部位不生長金屬氧化物或金屬。金屬氧化物或金屬的前驅體源脈衝強度和沉積循環次數決定了石墨烯上金屬氧化物或金屬的沉積量。具體地，沉積循環次數可以為10次至50次。本發明對原子層沉積過程的其它具體製程條件、參數等不作特殊限定，能實現本發明即可。
本發明實施方式中，所述第二基底可以是但不限於金屬銅、鎳、鉑、鐵或合金基底。本發明實施方式中，所述目標基底可以為生長有一定厚度二氧化矽的矽基底，也可為其它半導體製程所用的基底材料或柔性基底，可根據最終想要製備的元件而定。本發明實施方式中，二維材料可以採用常用的乾式法或濕式法進行轉移，或採用其它對生長的金屬氧化物或金屬無明顯破壞的轉移方式。
本發明實施方式中，光學顯微鏡為微奈米加工領域常用顯微鏡，放大倍數可選在200至1000左右。
根據具體的應用場景，本發明實施方式中，所述製備方法可進一步包括將目標基底上多餘的二維材料、金屬氧化物或金屬蝕刻掉。例如，當缺陷處生長的是金屬氧化物，是絕緣的，通常無需蝕刻掉；但如果生長的是金屬，是導電的，通常需要蝕刻掉。蝕刻的方法可以是採用反應性離子蝕刻（RIE）產生氧電漿進行蝕刻。
本發明實施方式中，所述缺陷包括晶界線缺陷、褶皺、破損邊緣、點缺陷等。
本發明實施方式中，所述基於二維材料的元件包括但不限於場效電晶體、穿隧電晶體、自旋元件或二極體元件。
本發明實施例上述提供的基於二維材料的元件的製備方法，可在元件製備過程中追蹤二維材料的缺陷，實現了二維材料缺陷的視覺化，這樣，一方面可選擇性地在無缺陷或缺陷少的二維材料區域製備元件，提高元件性能的均勻性，另一方面可快速挑選出通道具有缺陷的基於二維材料的元件，避免了通過耗時的電學測量方式來判定元件的性能；此外，此製備方法在對二維材料缺陷進行標定時對二維材料的晶格無損傷，不影響所製備的元件的性能；且採用原子沉積方式生長的金屬氧化物或金屬不影響元件的後續製備製程的進行，易於去除，不會在二維材料上留下殘留污染物。
下面分多個實施例對本發明實施例進行進一步的說明。其中，本發明實施例不限定於以下的具體實施例。在不變主權利的範圍內，可以適當的進行變更實施。
實施例一
一種基於石墨烯的元件的製備方法，包括如下步驟：
步驟1：提供生長有石墨烯的銅基底，如圖1A所示，10為銅基底，20為石墨烯，30為石墨烯晶界。生長在銅基底上的大面積石墨烯一般為多晶石墨烯，多晶石墨烯的晶界處會有線缺陷，單個晶粒內的成核中心會有較多缺陷。在其他實施例中，生長石墨烯的基底也可以為金屬鎳、鉑、金、合金等。
步驟2：將步驟1中的石墨烯樣品置於ALD腔室內生長氧化鉿，控制ALD有關製程條件，使石墨烯的缺陷處沉積生長氧化鉿，而缺陷以外的部位不生長或較少生長氧化鉿，如圖1B所示，40為生長的氧化鉿；在其他實施例中，也可以沉積氧化鋁、氧化鉿、氧化鈦、金屬鈦或金屬鈀等。沉積循環次數可控制在10次至50次左右，氧化鉿ALD前驅體源為鉿醯胺，當然在其他實施例中，也可以是其他含有鉿並能實現原子層沉積的前驅體源。
步驟3：將步驟2中缺陷處生長有氧化鉿的石墨烯樣品轉移至生長有二氧化矽的矽基底上，如圖1C所示，50為缺陷處生長有氧化鉿的石墨烯，60為生長有二氧化矽的矽基底。轉移方法可以是常用的乾式法或濕式法轉移，以及其它對生長的氧化鉿無明顯破壞的轉移方式。
步驟4：對步驟3中已轉移至矽基底上的石墨烯，採用光學顯微鏡進行成像拍照，並將所拍攝的照片拼接成整個晶圓上的石墨烯表面圖像，石墨烯的缺陷由圖像上的氧化鉿所在的位置標定識別。
步驟5：設計元件製備版圖，避開步驟4中所得到的石墨烯表面圖像中有氧化鉿的位置，從步驟4得到的石墨烯表面圖像上能看到由步驟2生長的氧化鉿所標記的石墨烯缺陷。然後按照設計好的版圖進行元件製備，經半導體元件製備製程後可得到圖1D所示的沉積有接觸電極170的基於石墨烯的元件。所述元件的通道處於無缺陷或少缺陷的石墨烯位置處。
步驟6：採用RIE產生氧電漿蝕刻掉步驟2生長的氧化鉿和通道石墨烯之外多餘的石墨烯，完成元件製備，得到圖1E所示的基於石墨烯的元件，即得到石墨烯場效應電晶體。
實施例二
步驟1-4同實施例一（圖2A至圖2C）；
步驟5：設計元件製備版圖。與實施例一不同的是，實施例二在設計版圖時不考慮缺陷問題。然後按照設計好的版圖進行元件製備，經半導體元件製備製程後可得到圖2D所示的沉積有接觸電極270的石墨烯元件。本實施例元件通道無選擇性，部分元件的通道無氧化物標記的缺陷，部分元件的通道有氧化物標記的缺陷。
步驟6：採用RIE產生氧電漿蝕刻掉通道石墨烯之外多餘的石墨烯，完成元件製備，得到圖2E所示的基於石墨烯的元件。本實施例所得基於石墨烯的元件，通道有無缺陷可由步驟5判斷，在後續步驟中可根據實際目的對通道有缺陷（圖2E中A所示）和無缺陷（圖2E中B所示）的石墨烯元件進行區別對待，從而可獲得更佳的性能。
實施例三
一種基於硫化鉬的元件的製備方法，包括如下步驟：
步驟1：提供生長有硫化鉬的矽基底，將其置於ALD腔室內生長氧化鉿氧化鋯，控制ALD有關製程條件，使硫化鉬的缺陷處沉積生長氧化鋯，而缺陷以外的部位不生長或較少生長氧化鋯，沉積循環次數控制在10次-至-50次左右，本實施例中氧化鋯ALD前驅體源為雙（甲基環戊二烯）二氯化鋯；在其他實施例中，也可以是其他能實現原子層沉積的氧化鋯前驅體源；
步驟2：採用光學顯微鏡對缺陷處生長有氧化鋯的硫化鉬進行成像拍照，並將所拍攝的照片拼接成整個晶圓上的硫化鉬表面圖像，硫化鉬的缺陷由圖像上的氧化鋯所在的位置標定識別。
步驟3：設計元件製備版圖，避開步驟2中所得到的硫化鉬表面圖像中有氧化鋯的位置，從步驟2得到的硫化鉬表面圖像上能看到由步驟1生長的氧化鋯所標記的硫化鉬缺陷。然後按照設計好的版圖進行元件製備，經半導體元件製備製程後可得到基於硫化鉬的元件。所述元件的通道處於無缺陷或少缺陷的硫化鉬位置處。
步驟4：採用RIE產生氧電漿蝕刻掉步驟1生長的氧化鋯和通道硫化鉬之外多餘的硫化鉬，完成元件製備，得到基於硫化鉬的元件。
實施例四
一種基於黑磷的元件的製備方法，包括如下步驟：
步驟1：提供生長有黑磷的矽基底，將其置於ALD腔室內生長金屬鈦，控制ALD有關製程條件，使黑磷的缺陷處沉積生長金屬鈦，而缺陷以外的部位不生長或較少生長金屬鈦，沉積循環次數控制在10次至50次左右，本實施例中鈦金屬ALD前驅體源為四（二乙基）鈦；在其他實施例中，也可以是其他能實現原子層沉積的鈦金屬前驅體源；
步驟2：採用光學顯微鏡對缺陷處生長有金屬鈦的黑磷進行成像拍照，並將所拍攝的照片拼接成整個晶圓上的黑磷表面圖像，黑磷的缺陷由圖像上的金屬鈦所在的位置標定識別。
步驟3：設計元件製備版圖，避開步驟2中所得到的黑磷表面圖像中有金屬鈦的位置，從步驟2得到的黑磷表面圖像上能看到由步驟1生長的金屬鈦所標記的黑磷缺陷。然後按照設計好的版圖進行元件製備，經半導體元件製備製程後可得到基於黑磷的元件。所述元件的通道處於無缺陷或少缺陷的黑磷位置處。
步驟4：採用RIE產生氧電漿蝕刻掉步驟1生長的金屬鈦和通道黑磷之外多餘的黑磷，完成元件製備，得到基於黑磷的元件。
10‧‧‧銅基底
20、50、A、B‧‧‧石墨烯
30‧‧‧石墨烯晶界
40‧‧‧氧化鉿
60‧‧‧矽基底
170、270‧‧‧接觸電極
圖1A至圖1E為本發明實施例一的基於石墨烯的元件的製備過程示意圖。 圖2A至圖2E為本發明實施例二的基於石墨烯的元件的製備過程示意圖。
Claims (9)
- 一種二維材料的缺陷識別方法，包括如下步驟：將生長有二維材料的第一基底置於原子層沉積系統中，控制原子層沉積過程的製程參數，使所述二維材料的缺陷處沉積生長金屬氧化物或金屬，而所述缺陷處以外的部位不生長或較少生長所述金屬氧化物或所述金屬，所述金屬氧化物或所述金屬為適用原子層沉積方式進行沉積的金屬氧化物或金屬，其中所述控制原子層沉積過程的製程參數包括控制所述金屬氧化物或所述金屬的前驅體源脈衝強度和沉積循環次數；以及採用光學顯微鏡對缺陷處生長有所述金屬氧化物或所述金屬的所述二維材料進行拍照，得到二維材料表面圖像，所述二維材料的缺陷由所述二維材料表面圖像上的所述金屬氧化物或所述金屬所在的位置標定識別。
- 如申請專利範圍第1項所述的二維材料的缺陷識別方法，其中所述二維材料包括石墨烯、硫化鉬、硫化鎢或黑磷。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的二維材料的缺陷識別方法，其中所述金屬氧化物包括氧化鋁、氧化鉿、氧化鋯或氧化鈦；所述金屬包括金屬鈦或金屬鈀。
- 如申請專利範圍第3項所述的二維材料的缺陷識別方 法，其中所述沉積循環次數為10次至50次。
- 一種基於二維材料的元件的製備方法，包括如下步驟：將生長有二維材料的目標基底置於原子層沉積系統中，控制原子層沉積過程的製程參數，使所述二維材料的缺陷處沉積生長金屬氧化物或金屬，而所述缺陷處以外的部位不生長或較少生長所述金屬氧化物或所述金屬；或將生長有所述二維材料的第二基底置於所述原子層沉積系統中，控制所述原子層沉積過程的製程參數，使所述二維材料的缺陷處沉積生長所述金屬氧化物或所述金屬，而所述缺陷處以外的部位不生長或較少生長所述金屬氧化物或所述金屬，然後將所述缺陷處生長有所述金屬氧化物或所述金屬的所述二維材料轉移至所述目標基底上，所述金屬氧化物或所述金屬為適用原子層沉積方式進行沉積的金屬氧化物或金屬；採用光學顯微鏡對所述目標基底上的所述缺陷處生長有所述金屬氧化物或所述金屬的所述二維材料進行拍照，將拍攝的照片進行拼接，形成整個晶圓上的二維材料表面圖像，所述二維材料的缺陷由所述二維材料表面圖像上的所述金屬氧化物或所述金屬所在的位置標定識別；以及根據所述二維材料表面圖像設計元件製備版圖，並按照所述 元件製備版圖進行元件製備，得到基於二維材料的元件。
- 如申請專利範圍第5項所述的基於二維材料的元件的製備方法，其中所述金屬氧化物包括氧化鋁、氧化鉿、氧化鋯或氧化鈦；所述金屬包括金屬鈦或金屬鈀。
- 如申請專利範圍第5項或第6項所述的基於二維材料的元件的製備方法，其中所述控制原子層沉積過程的製程參數包括控制所述金屬氧化物或所述金屬的前驅體源脈衝強度和沉積循環次數。
- 如申請專利範圍第7項所述的基於二維材料的元件的製備方法，其中所述沉積循環次數為10次至50次。
- 如申請專利範圍第5項所述的基於二維材料的元件的製備方法，其中所述基於二維材料的元件包括場效電晶體、穿隧電晶體、自旋元件或二極體元件。
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