[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

本發明提供了一種場效應晶體管制備方法及場效應晶體管，屬于場效應晶體管制造技術領域。所述場效應晶體管制備方法包括：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表面；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。本發明提供的場效應晶體管制備方法，可以制備出更低亞閾值擺幅的場效應晶體管，并調節了晶體管的閾值電壓，提高了晶體管的開關速度和穩定性，降低了晶體管的信號噪音和功耗。

技術領域

本發明涉及場效應晶體管制造技術領域，尤其涉及一種場效應晶體管制備方法及場效應晶體管。

背景技術

在后摩爾時代，傳統硅基三維場效應晶體管在尺寸縮小的路徑上，由于短溝道效應等物理極限，以及愈發高昂的研發和制造成本，人們開始關注二維半導體在這個領域的應用。MoS₂，MoSe₂等二維材料，由于沒有懸掛鍵，并且在單層或少層的情況下不存在短溝道效應，成本低等原因成為了研究的重點。但在該領域還存在一些關鍵性問題沒有解決，如：由于材料本身缺陷和材料與絕緣層接觸界面的缺陷導致溝道區存在很多淺缺陷態，這些淺缺陷態會使亞閾值擺幅增大，導致晶體管器件開光速度慢，并且耗電量大，以及使閾值電壓為一個較大的負值電壓，增大了晶體管器件的功耗，使晶體管器件不穩定。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明提供了一種場效應晶體管制備方法及場效應晶體管，以至少部分解決以上所提出的技術問題。

(二)技術方案

根據本發明的一個方面，提供了一種場效應晶體管制備方法，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生長鈍化層。

在一些實施例中，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；

對于p型溝道，先生長第二元素，再生長第一元素；其中，第一元素的負電性較第二元素的負電性弱。

在一些實施例中，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。

在一些實施例中，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。

在一些實施例中，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。

在一些實施例中，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：