[發(fā)明專利]一種InSe晶體管及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710927704.7
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107919400B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘旻;陳壽面
• 申請（專利權(quán)）人: 上海集成電路研發(fā)中心有限公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/24;H01L29/06;H01L21/34
• 代理公司: 上海天辰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陳慧弘

1.一種InSe晶體管，其特征在于，自下而上包括：

柵極；

位于柵極上的柵極介電層；

位于柵極介電層上的晶體生長襯底層，晶體生長襯底層與柵極介電層一起共同形成柵極的柵介質(zhì)層；

位于柵極上方的晶體生長襯底層上的InSe薄膜溝道層；

圍繞InSe薄膜溝道層的InSe保護(hù)層，位于柵極兩側(cè)上方位置的所述InSe保護(hù)層中設(shè)有源漏區(qū)；

位于InSe薄膜溝道層及InSe保護(hù)層上的鈍化層，所述鈍化層將InSe薄膜溝道層封閉以與外部隔絕。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的InSe晶體管，其特征在于，還包括：位于源漏區(qū)上的源漏電極，位于晶體生長襯底層以下的層間介電層，以及位于層間介電層以下的半導(dǎo)體襯底；所述柵極和柵極上的柵極介電層位于層間介電層中。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的InSe晶體管，其特征在于，所述柵極采用具有被氧化特性的金屬材料形成，所述柵極介電層采用柵極的金屬氧化物形成；所述晶體生長襯底層采用h-BN、β-Si₃N₄、SiC中的任意一種材料形成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的InSe晶體管，其特征在于，所述InSe薄膜溝道層中的InSe薄膜原子層厚度為3-15層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的InSe晶體管，其特征在于，所述InSe保護(hù)層采用具有被摻雜特性的二維晶體材料形成。

6.一種權(quán)利要求3所述的InSe晶體管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S01：提供一表面具有層間介電層的半導(dǎo)體襯底，在所述層間介電層上形成一凹槽；

步驟S02：沉積柵極金屬材料，在凹槽中形成金屬柵極；

步驟S03：使金屬柵極上表面被氧化形成金屬氧化物，作為柵極介電層；

步驟S04：在柵極介電層和層間介電層表面依次形成晶體生長襯底層和InSe保護(hù)層；

步驟S05：對InSe保護(hù)層進(jìn)行圖形化，并在InSe保護(hù)層中形成源漏區(qū)；

步驟S06：在InSe保護(hù)層圖形以內(nèi)形成InSe薄膜溝道層；

步驟S07：在InSe薄膜溝道層及InSe保護(hù)層上形成鈍化層。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的InSe晶體管的制備方法，其特征在于，步驟S03中，通過退火工藝，使凹槽中的金屬柵極上表面被氧化，形成金屬氧化物。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的InSe晶體管的制備方法，其特征在于，步驟S05中，通過光刻、摻雜和刻蝕，形成具有空腔的InSe保護(hù)層圖形，并在InSe保護(hù)層的摻雜區(qū)域形成源漏區(qū)；步驟S06中，在柵極上方的晶體生長襯底層上通過自對準(zhǔn)生長InSe薄膜，以在InSe保護(hù)層圖形以內(nèi)的空腔區(qū)域形成InSe薄膜溝道層。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的InSe晶體管的制備方法，其特征在于，在同一真空設(shè)備中沉積InSe薄膜、鈍化層材料。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的InSe晶體管的制備方法，其特征在于，還包括：步驟S08：在兩側(cè)的源漏區(qū)進(jìn)行金屬沉積和拋光，形成源漏電極。