现代信息社会的基石是超大规模集成电路,而集成电路的基本构建单元就是金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。上个世纪六十年代,英特尔（Intel）创始人之一戈登·摩尔提出了著名的摩尔定律:一个芯片上所集成的晶体管数目每隔18-24个月增加一倍,其性能增加一倍,而价格减少一倍。商业化的硅基场效应晶体管随着加工工艺和技术创新的不断进步,晶体管尺寸已经接近物理极限,摩尔定律的延续面临着重大挑战,需要寻找新的电子器件技术来继续推动未来集成电路技术的发展。二维半导体材料,包括黑磷和硫化钼,具有优异的静电控制特性和较高的载流子迁移率,可能成为延续摩尔定律的新材料。本文以黒磷、硫化钼为沟道材料采用微纳加工技术制备了高性能场效应晶体管,研究了其输运特性,并构建了简单的集成电路,主要内容如下:（1）黑磷场效应晶体管及其钝化技术。通过机械剥离的方法得到层状黒磷,利用微纳加工的方法制备了黑磷场效应晶体管,通过电子束蒸发在沟道上沉积金属锡薄膜,再经过自然氧化生成一层平整、致密的氧化锡薄膜,能够有效的隔绝空气中的水,从而阻止空气中的水蒸气和氧气联合破坏黑磷,起到了保护黑磷晶体管的作用。利用半导体测试仪器研究了器件在空气中的稳定性,发现沉积了锡的器件,其空穴的迁移率,器件的开关比、最大电流和亚阈值摆幅能在空气中保持15天以上,实现了对黒磷为沟道材料的场效应晶体管的良好的钝化保护作用。（2）基于黑磷的n型顶栅场效应晶体管。采用黑磷作为沟道材料制备场效应晶体管,在沟道上生长氧化锡作为缓冲层,再用原子层沉积（ALD）生长的氧化铪薄膜作为栅介质,制备了顶栅晶体管。氧化锡一方面在ALD生长过程中保护黑磷沟道,另一方面与氧化铪共同实现了对黑磷的电子掺杂,从而实现了高性能的黑磷n型场效应晶体管。（3）基于化学气相沉积（CVD）生长的单层硫化钼晶体管和集成电路。利用CVD的方法在300 nm氧化硅的硅片上生长出了大面积、高质量的单层硫化钼薄膜,用微纳加工的方法,采用了低温生长氧化铪的工艺制备了顶栅的单层硫化钼场效应晶体管,其迁移率达到了36.4 cm²V^-1s^-1。采用TLM（transfer length method）的方法提取了金属钛与单层硫化钼的接触电阻,研究了接触电阻和沟道长度的关系,并制备了简单的集成电路演示。