[發明專利]半導體器件及其制備方法

在審

• 申請號: 201711187584.8
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN108039373A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 鐘旻;陳壽面
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/51
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陳慧弘

1.一種半導體器件，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溝道層；

位于柵極兩側的溝道層上的源漏電極；

其中，所述柵極介電層至少由改性的第一二維晶體薄膜形成，所述溝道層由第二二維晶體薄膜形成。

2.根據權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，所述改性的第一二維晶體薄膜為經氧化或氟化的第一二維晶體薄膜。

3.根據權利要求1或2所述的半導體器件，其特征在于，所述第一二維晶體薄膜和/或第二二維晶體薄膜材料為石墨烯，硅烯，磷烯，黑磷，鍺烯、錫烯、三嗪基石墨相氮化碳或過渡金屬二硫屬化物。

4.根據權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，所述柵極至少由一種金屬材料形成。

5.根據權利要求4所述的半導體器件，其特征在于，所述柵極介電層還包括形成于柵極上表面的柵極金屬氧化物層或柵極金屬氟化物層。

6.根據權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，還包括：鈍化層；所述鈍化層將溝道層的四周及上表面包覆，所述源漏電極位于鈍化層中。

7.根據權利要求6所述的半導體器件，其特征在于，還包括：層間介電層和半導體襯底；所述層間介電層連接設于鈍化層和溝道層下方，并將柵極的四周及下表面包覆，所述半導體襯底連接設于層間介電層下方。

8.一種半導體器件的制備方法，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，以在凹槽中形成金屬柵極；

步驟S03：在金屬柵極上自對準生長第一二維晶體薄膜；

步驟S04：對第一二維晶體薄膜進行改性處理，以形成柵極介電層；

步驟S05：在柵極介電層上形成第二二維晶體薄膜，以形成溝道層；

步驟S06：在溝道層和層間介電層上形成鈍化層；

步驟S07：在金屬柵極兩側的鈍化層中形成源漏電極。

9.根據權利要求8所述的半導體器件的制備方法，其特征在于，步驟S04中，通過改性處理工藝，使金屬柵極的上表面同時被改性，形成柵極金屬改性層，所述柵極金屬改性層和改性的第一二維晶體薄膜共同形成柵極介電層。

10.根據權利要求9所述的半導體器件的制備方法，其特征在于，所述改性處理工藝為氧化或氟化處理工藝，所述柵極金屬改性層為柵極上表面經氧化或氟化改性處理所形成的柵極金屬氧化物層或柵極金屬氟化物層。