[發明專利]晶體管及其制造方法

有效

• 申請號: 201310007163.8
• 申請日: 2013-01-09
• 公開（公告）號: CN103227201B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 李昌承;李周浩;金容誠;金俊成;文彰烈
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/10;H01L21/336
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王新華

本公開提供了晶體管及其制造方法。該晶體管可以包括：在基板上的柵極；溝道層，具有覆蓋柵極的至少一部分的三維（3D）溝道區域；源極電極，接觸溝道層的第一區域；以及漏極電極，接觸溝道層的第二區域。

技術領域

示例實施例涉及晶體管及其制造方法。

背景技術

硅（Si）基半導體器件已經被發展為具有高集成密度和高性能。然而，由于Si材料特性和制造工藝的限制，預計未來難于實現更高集成度和更高容量的Si基半導體器件。

因此，已經開展了對下一代器件的研究，該下一代器件可以克服Si基半導體器件的限制。例如，已經通過采用碳基納米結構（例如，石墨烯）來嘗試制造具有高性能的器件。石墨烯，是由碳原子制作的六邊形的單層結構，在結構上和化學上是穩定的，并具有良好的電性能和物理性能。例如，石墨烯具有達到約2×10⁵cm²/Vs的載流子遷移率（這比Si快約100倍或更大），并具有約10⁸A/cm²的電流密度（這比銅（Cu）高約100倍或更大）。因此，石墨烯作為克服一般器件中的限制的下一代材料而引起人們的注意。

發明內容

示例實施例涉及晶體管及其制造方法。

所提供的是具有三維（3D）溝道（例如，3D石墨烯溝道）的晶體管以及制造該晶體管的方法。

所提供的是適合于提高集成度且按比例縮小的晶體管以及制造該晶體管的方法。

所提供的是有效溝道長度可易于控制的晶體管以及制造該晶體管的方法。

所提供的是防止或減少對石墨烯損壞或污染的石墨烯晶體管以及制造該晶體管的方法。

其它的方面將在下面的描述中部分地闡述，并將部分地從該描述而變得顯然，或者可以通過實踐給出的示例實施例而掌握。

根據示例實施例，晶體管包括：在基板上的柵極；溝道層，具有三維（3D）溝道區域覆蓋柵極的至少一部分；源極電極，接觸溝道層的第一區域；以及漏極電極，接觸溝道層的第二區域。

溝道層可以在基板上并可以覆蓋柵極的兩個側表面和頂表面。

溝道層可以包括石墨烯。

源極電極和漏極電極可以分別在柵極的兩側。

源極電極可以包括與3D溝道區域間隔開的第一源極電極部分，并且漏極電極可以包括與3D溝道區域間隔開的第一漏極電極部分。

第一源極電極部分和第一漏極電極部分的每一個可以具有大于3D溝道區域的高度的高度。

源極電極還可以包括在第一源極電極部分和3D溝道區域之間的第二源極電極部分，并且漏極電極還可以包括在第一漏極電極部分和3D溝道區域之間的第二漏極電極部分。

第二源極電極部分和第二漏極電極部分的每一個可以具有等于或小于3D溝道區域的高度的高度。

晶體管的有效溝道長度可以根據第二源極電極部分和第二漏極電極部分每一個的高度來調整。

源極電極可以包括：第一源極電極部分，在溝道層上且在柵極的一側；以及第二源極電極部分，連接到第一源極電極部分，第二源極電極部分在柵極的第一側壁上。漏極電極可以包括：第一漏極電極部分，在溝道層上且在柵極的另一側；以及第二漏極電極部分，連接到第一漏極電極部分，第二漏極電極部分在柵極的第二側壁上。

柵極可以包括在水平方向上彼此間隔開的第一柵極和第二柵極，源極電極可以包括彼此間隔開的第一源極電極和第二源極電極，第一和第二柵極在第一源極電極和第二源極電極之間，并且漏極電極可以在第一柵極和第二柵極之間。