[發明專利]一種環柵結構場效應晶體管及其制備方法

在審

• 申請號: 201611068963.0
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106601815A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 何佳鑄;劉新科;李奎龍;陳樂;何祝兵;俞文杰;呂有明;韓舜;曹培江;柳文軍;曾玉祥;賈芳;朱德亮;洪家偉
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L21/336
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙)44312
• 代理人: 王利彬

1.一種環柵結構場效應晶體管，其特征在于，包括襯底、沉積在所述襯底上的二氧化硅層、分別沉積在所述二氧化硅層上的柵極、源極和漏極，所述柵極包括有源層、包圍所述有源層的絕緣層及包圍所述絕緣層的金屬層，所述絕緣層采用高介電常數電介質材料。

2.如權利要求1所述的環柵結構場效應晶體管，其特征在于，所述高介電常數電介質材料包括HfO₂、Si₃N₄、SiON、TiO₂、Al₂O₃、HfAlO、ZrO₂、LaAlO₃、WS₂中的一種。

3.如權利要求1所述的環柵結構場效應晶體管，其特征在于，所述有源層采用二維半導體材料。

4.如權利要求3所述的環柵結構場效應晶體管，其特征在于，所述二維半導體材料為MoS₂。

5.如權利要求1所述的環柵結構場效應晶體管，其特征在于，所述金屬層為TiN層或TaN層。

6.一種環柵結構場效應晶體管的制備方法，其特征在于，包括：

在襯底上沉積預置厚度的二氧化硅層，在所述二氧化硅層上沉積預置厚度的第一金屬層，并將柵極之外的所述第一金屬層刻蝕掉，得到第一預置尺寸的金屬片；

在所述二氧化硅層上生長第一高介電常數電介質層，在所述第一高介電常數電介質層上制備二維半導體薄膜，將溝道以外區域的二維半導體薄膜刻蝕掉，得到預置尺寸的二維半導體片；

在所述二維半導體片上生長第二高介電常數電介質層，將環柵以外的第二高介電常數電介質層刻蝕掉，露出所述金屬片；

在所述金屬片上生成預置厚度的第二金屬層，以得到所述環柵結構場效應晶體管。

7.如權利要求6所示的制備方法，其特征在于，所述在所述二氧化硅層上沉積預置厚度的第一金屬層包括：

在所述二氧化硅層上用磁控濺射生長厚度為5～50nm的第一金屬層。

8.如權利要求6所示的制備方法，其特征在于，所述將柵極之外的所述第一金屬層刻蝕掉包括：

利用濕法刻蝕或干法刻蝕將柵極之外的所述第一金屬層刻蝕掉。

9.如權利要求6所示的制備方法，其特征在于，所述第一金屬層和所述第二金屬層TiN層或TaN層，所述二維半導體薄膜為MoS₂薄膜。

10.如權利要求6至9任一項所述的制備方法，其特征在于，所述第一高介電常數電介質層和所述第二高介電常數電介質層為HfO₂、Si₃N₄、SiON、TiO₂、Al₂O₃、HfAlO、ZrO₂、LaAlO₃、WS₂中的一種。