[發明專利]直立2D FET器件

有效

• 申請號: 201711261083.X
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108242469B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: A·阿蓮;S·埃爾卡茲
• 申請（專利權）人: IMEC非營利協會
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/417;H01L29/10
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 楊潔;蔡悅

1.一種FET器件，包括：

具有絕緣表面(101)的襯底(100)，

基本上垂直于所述襯底(100)的所述絕緣表面(101)、由絕緣材料制成或被絕緣材料覆蓋的直立結構(102)，

由包圍所述直立結構(102)以及所述襯底(100)的所述絕緣表面(101)的至少一部分的2D材料構成的薄層(103)，

與2D材料的所述薄層(103)電接觸的兩個電極(104、105)，所述電極之一在所述直立結構(102)的頂部上，

被布置成跨2D材料的所述薄層(103)施加電場由此誘導其電導率的改變的控制電極(106、116；201)，

其特征在于，

所述FET器件包括至少一個材料堆疊(110)，所述至少一個材料堆疊被包括在所述直立結構(102)內部或被提供在所述直立結構(102)附近，所述至少一個材料堆疊(110)包括具有不同功函數的金屬材料或具有不同摻雜水平的半導體材料，通過電容耦合在2D材料的所述薄層(103)中提供能帶彎曲的不同區域。

2.根據權利要求1所述的FET器件，其特征在于，所述至少一個材料堆疊(110)在被包括在所述直立結構(102)內部的情況下，所述材料堆疊(110)至少通過覆蓋所述直立結構(102)的絕緣層與所述薄層(103)隔離。

3.根據權利要求1或2所述的FET器件，其特征在于，所述至少一個材料堆疊(110)在被提供在所述直立 結構(102)附近的情況下，還包括在所述至少一個材料堆疊(110)和包圍所述直立結構(102)的所述薄層(103)之間的電介質層。

4.根據權利要求1或2所述的FET器件，其特征在于，所述控制電極(201)與所述堆疊(110)電接觸。

5.根據權利要求1或2所述的FET器件，其特征在于，所述控制電極包括柵極電介質(116)和柵電極(106)的柵極堆疊，所述柵極接觸(106)至少通過所述柵極電介質(116)與所述薄層(103)隔離。

6.根據權利要求4所述的FET器件，其特征在于，所述控制電極(201)被提供在所述襯底的表面上，所述控制電極(201)不與所述薄層(103)電接觸。

7.根據權利要求1或2所述的FET器件，其特征在于，由2D材料構成的所述薄層(103)是金屬二硫屬化物材料層。

8.一種制造FET器件的方法，所述方法包括

獲得具有絕緣表面(101)的襯底(100)，

在所述襯底(100)上提供基本上垂直于所述絕緣表面、由絕緣材料制成或被絕緣材料覆蓋的直立結構(102)，

包圍所述直立結構(102)并用由2D材料構成的薄層(103)覆蓋至少所述襯底(100)的頂部及一部分，

在遠離所述直立結構(102)的所述薄層(103)上提供第一電極(104)并在所述直立結構(102)的頂部上的所述薄層(103)上提供第二電極，

提供被布置成跨2D材料的所述薄層(103)施加電場以誘導其電導率的改變的控制電極(106、116；201)，以及

提供至少一個材料堆疊(110)，所述至少一個材料堆疊(110)被嵌入在所述直立結構(102)中或圍繞所述直立結構(102)，所述至少一個材料堆疊包括具有不同功函數的金屬材料或具有不同摻雜水平的半導體材料，在所述控制電極(106、116；201)的極化之際通過電容耦合在2D材料的所述薄層(103)中提供能帶彎曲的不同區域。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，圍繞所述直立結構(102)的所述至少一個材料堆疊(110)借助于電介質層與其絕緣。

10.根據權利要求8或9所述的方法，其特征在于，提供控制電極(106、116；201)包括提供含有柵極電介質和柵電極的柵極堆疊。

11.根據權利要求8或9所述的方法，其特征在于，還包括提供與所述至少一個堆疊(110)接觸的導電層(203、405)，其中提供所述控制電極包括提供與所述導電層(203、405)電接觸、但與2D材料的所述薄層(103)絕緣的所述控制電極(203)。