[發明專利]場效應晶體管制備方法及場效應晶體管

有效

• 申請號: 201910326880.4
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110112073B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 揣喜臣;盧年端;楊冠華;李泠;耿玓;劉明
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/34
• 分類號: H01L21/34;H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種場效應晶體管制備方法，其特征在于，所述方法包括：

在襯底上制備柵電極；

在所述襯底和柵電極表面制備柵介質層；

將二維半導體溝道層轉移至柵介質層上；

在所述二維半導體溝道層的兩側制備源電極和漏電極；

在所述二維半導體溝道層表面，根據不同的溝道類型調節鈍化層元素的生長順序，循環往復的生長鈍化層；

所述根據不同的溝道類型調節鈍化層元素的生長順序，包括：對于n型溝道，先生長第一元素，再生長第二元素；以及對于p型溝道，先生長第二元素，再生長第一元素；其中，第一元素的電負性較第二元素的電負性弱。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在襯底上制備柵電極，包括：

在襯底表面涂光刻膠并對所述光刻膠進行曝光和顯影；

在所述襯底和光刻膠表面生長金屬或金屬化合物作為柵電極；

將所述光刻膠洗去，得到圖形化的柵電極。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，采用磁控濺射方法或者離子束濺射方法或電子束蒸發方法生長金屬或金屬化合物作為柵電極；所述柵電極的厚度為10nm-50nm；所述金屬的材料為Pt、Ti、Cu或者Au，所述金屬化合物材料為金屬氮化物。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，將二維半導體溝道層轉移至柵介質層上，包括：

將聚甲丙烯酸甲酯旋涂在二維半導體溝道層表面，并烘干；

以聚甲丙烯酸甲酯為載體，將所述二維半導體溝道層轉移至柵介質層上；

去除所述二維半導體溝道層表面的聚甲丙烯酸甲酯。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，在所述將二維半導體溝道層轉移至柵介質層上的步驟之后，所述方法還包括：

在所述二維半導體溝道層表面涂光刻膠，通過曝光和顯影技術對所述二維半導體溝道層進行圖形化，得到圖形化的二維半導體溝道層。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述二維半導體溝道層的兩側制備源電極和漏電極，包括：

在所述二維半導體溝道層涂光刻膠，并進行曝光和顯影操作；

在所述光刻膠表面生長金屬作為源電極和漏電極；

將所述光刻膠洗去，得到圖形化的源電極和漏電極。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，采用電子束蒸發方法生長金屬作為源電極和漏電極；所述源電極和漏電極的厚度為10nm-50nm；所述金屬的材料為Pt、Ti、Cu或者Au。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，采用原子層沉積或磁控濺射或離子束濺射制備所述柵介質層，所述柵介質層的材料為二元氧化物種類，所述柵介質層的厚度為5nm-200nm；所述二維半導體溝道層的材料為石墨烯、MoS₂、MoSe₂或WSe₂；所述鈍化層的材料為TiO₂、HfO₂或Al₂O₃。

9.一種采用權利要求1至8任一項所述的方法制備的場效應晶體管，其特征在于，包括：

襯底、柵電極、柵介質層、二維半導體溝道層、源電極、漏電極以及鈍化層；所述柵電極位于所述襯底上方，所述柵介質層覆蓋于所述柵電極和所述襯底表面，所述二維半導體溝道層位于所述柵介質層上方，所述源電極與漏電極位于所述二維半導體溝道層兩側，所述鈍化層位于所述二維半導體溝道層表面。