随着芯片集成度不断提升,场效应晶体管（FET）尺寸需不断缩小。当器件特征尺寸缩小时,传统栅介质二氧化硅（Si O2）材料已减薄至物理极限导致器件的漏电流急剧增大,采用高k（介电常数）栅介质可提升等效物理厚度,是有效的解决方案。近年来,铁电晶体管的负电容效应被证实可有效突破玻尔兹曼理论下器件亚阈值摆幅值（SS）的极限,构筑超低功耗的晶体管。单层/少层过渡金属硫化物（TMDs）是“后摩尔定律时代”集成电路产业重要的取代硅高迁移率沟道材料,因此基于高k栅介质构建高性能、低功耗二维TMDs基晶体管器件研究具有重要的意义。本文围绕溶液法制备高质量三元氧化物栅介质展开,通过优化三元氧化物栅介质氧化铪铝（HfAlO2）的质量,化学气相沉积（CVD）工艺制备高质量纯半导体相碲化钼（MoTe2）薄膜,快速退火后处理工艺优化HfAlO2/MoTe2界面,引入铁电性氧化铪锆（Hf Zr O2）材料构筑堆栈结构降低器件功耗,实现高性能、低功耗MoTe2晶体管器件。研究的主要结论如下:首先,采用溶液法制备高质量三元氧化物栅介质HfAlO2,最佳制备工艺条件为前驱体浓度0.3 M,退火温度400℃,退火氛围95%N2+5%H2。HfAlO2栅介质薄膜电流传输机制随场强增大依次是欧姆传导、肖特基发射和隧穿效应。制备HfAlO2薄膜主要包含水解、分解和缩合三个反应。光电子能谱（XPS）表征阐明HfAlO2呈现分布均匀的Al-O、Hf-O-Al、Hf-O非晶网络结构。其次,HfAlO2栅介质可有效提高MoTe2晶体管的电学性能,快速退火后处理工艺可调控HfAlO2/MoTe2界面从而改善器件的电学性能。原始MoTe2晶体管呈现p型导电特性,载流子迁移率为2.85 cm~2V-1S-1。晶体管在50%N2+50%H2混合氛围250℃下退火2分钟可钝化界面悬挂键并修复界面空位缺陷从而改善界面质量,进一步提高晶体管电学性能,器件呈现p型输运特性,载流子迁移率为27.24 cm~2V-1S-1。此外,过高退火温度（＞250℃）或过长退火时间（～30分钟）会促进HfAlO2/MoTe2界面发生化学反应形成Te-O和Mo-O键或Hf-Te和Al-Mo键,构成新的导电通道使器件性能恶化。最后,引入铁电性Hf0.5Zr0.5O2栅介质可有效降低亚阈值摆幅（SS）从而降低MoTe2晶体管的功耗。Hf0.5Zr0.5O2/HfAlO2堆栈结构MoTe2晶体管呈现p型输运特性,载流子迁移率高达55.53 cm~2V-1S-1,亚阈值摆幅为110.16 m V/dec,与原始器件相比,载流子迁移率提高1855%,SS值下降63%,显著降低了器件功耗。综上所述,本文围绕溶液法制备高质量三元氧化物高k栅介质展开,探索了HfAlO2/MoTe2界面最佳退火后处理工艺,调控并显著提高了载流子迁移率,最终构筑高性能、低功耗Hf Zr O2/HfAlO2/MoTe2结构的晶体管器件,从而为推动MoTe2晶体管器件应用奠定了一定的基础。