[發明專利]場效應晶體管以及制備方法

在審

• 申請號: 201610210348.2
• 申請日: 2016-04-06
• 公開（公告）號: CN105789323A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 盧琪;伍曉明;吳華強;張進宇;余志平;錢鶴
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/16;H01L21/04
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

1.一種場效應晶體管，其特征在于，包括：

襯底；

柵極，所述柵極嵌在所述襯底中；

異質結，所述異質結設置在所述襯底的上表面，所述異質結包括單層石墨烯以及層狀 材料；

源極，所述源極設置在所述異質結的上表面；以及

漏極，所述漏極設置在所述異質結的上表面。

2.根據權利要求1所述的場效應晶體管，其特征在于，所述層狀材料是由二硫化鉬、 二硫化錸、二硒化鎢、二硒化鉬、二硒化錸、二硫化鎢以及六方氮化硼的至少之一形成的。

3.根據權利要求2所述的場效應晶體管，其特征在于，所述層狀材料為單層、雙層或 者三層結構。

4.根據權利要求1所述的場效應晶體管，其特征在于，所述柵極包括：

第一條狀電極，所述第一條狀電極嵌在所述襯底中，并且與所述襯底的上表面平行；

第二條狀電極，所述第二條狀電極嵌在所述襯底中，并且與所述第一條狀電極平行設 置并且位于相同的橫截面中；以及

介質層，所述介質層至少覆蓋所述第一條狀電極和所述第二條狀電極的上表面，所述 介質層是由高k介質構成的，所述高k介質包括選自Al₂O₃、HfO₂以及TiO₂的至少之一。

5.根據權利要求4所述的場效應晶體管，其特征在于，進一步包括：

金屬塊，所述金屬塊分別與所述第一條狀電極和所述第二條狀電極電連接。

6.根據權利要求4所述的場效應晶體管，其特征在于，所述介質層的下表面覆蓋在所 述第一條狀電極和所述第二條狀電極的上表面，并且所述介質層的上表面與所述層狀材料 接觸。

7.根據權利要求1所述的場效應晶體管，其特征在于，

所述層狀材料覆蓋所述場效應晶體管的溝道區；

所述單層石墨烯覆蓋所述層狀材料的上表面、源區以及漏區。

8.一種制備權利要求1～7任一項所述的場效應晶體管的方法，其特征在于，包括：

(1)在襯底中形成柵極，所述柵極嵌在所述襯底中；

(2)在所述襯底的上表面形成異質結，所述異質結包括單層石墨烯以及層狀材料；以 及

(3)在所述異質結的上表面設置源極以及漏極。

9.根據權利要求8所述的方法其特征在于，步驟(1)進一步包括：

(1-1)對所述襯底的上表面進行刻蝕處理，以便形成平行的兩個凹槽；以及

(1-2)在所述兩個凹槽中沉積金屬，以便形成所述第一條狀電極和所述第二條狀電極。

10.根據權利要求8所述的方法其特征在于，步驟(2)進一步包括：

(2-1)在所述襯底的上表面形成層狀材料，其中，所述層狀材料覆蓋所述場效應晶體 管的溝道區；以及

(2-2)在所述襯底和所述二維層狀材料的上表面形成單層石墨烯，其中，所述單層石 墨烯覆蓋所述場效應晶體管的溝道區、源區以及漏區。