随互联网、物联网、可移动智能终端的发展,其核心部分集成电路(IC),也取得了迅速的发展。从1960年第一个实用的集成电路开始发展到今天的超大规模集成电路,其晶体管的特征尺寸已经进入14 nm以下。然而随晶体管尺度的下降,其工艺难度随之增加。随着对二维材料研究的深入,由于其只有一个原子或分子层,通过其层间形成的晶体管对特征尺寸下降到1 nm尺度带来了理论上的可行性。本文基于二维过渡金属硫化物(2D-TMDC)中的WS2采用激光直写的方式在WS2单晶上制作了电极并研究了WS2的晶体管性能。主要内容如下:(1)为解决WS2晶体管在制作过程中电极图形的制作问题,本文搭建一套激光直写系统。本文中搭建的激光直写系统主要包括两个部分,一部分为激光直写系统的硬件部分,包括光路的设计、位移台、光开关等相关硬件;另一部分为激光直写软件程序的设计,该部分主要是将设计图形将转化为平台运动与光的开关,进而在光刻胶上刻写出设计图形。(2)在激光直写系统搭建完成的基础上进行了光刻金属剥离工艺的研究。本文中主要研究了影响光刻线条质量的因素,包括激光功率稳定性的影响以及本文中设计的激光直写两种扫描方式对光刻线条质量的影响。经过最终参数优化我们刻写出的最细的线宽约为1μm。在光刻参数优化后我们研究了激光直写金属剥离工艺,最终我们选定了双层胶金属剥离工艺。使用双层胶剥离工艺制作出的电极未出现掉落,边缘整齐。(3)在激光直写制作电极的工艺完善的基础上,进行了二维材料WS2的制备。经过各种制备方式的对比,在本文中采用了化学气相沉积(CVD)的方式制备了二维材料WS2。对制备出的材料分别进行了光学、Raman光谱、AFM的表征。多种表征结果表明本文中生长的材料具有良好的结晶性与均一性。其后,研究了将生长在Si O2/Si衬底上的二维材料转移到Al2O3/Si O2/Si衬底的转移工艺。(4)在材料与激光直写工艺完善的基础上,采用本文中搭建的激光直写系统在Al2O3/Si O2/Si衬底上制作了晶体管器件,并对制作的器件进行了晶体管性能的测试,根据测试结果计算出了晶体管的基本参数,并对这些参数进行了相关的分析。本文中制作的晶体管开关比最大约为105,从开关比看具有一定的应用前景。