[發明專利]晶體管及其制備方法

有效

• 申請號: 201911392800.1
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN113130657B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 王欣鶴;張志剛;唐建石;高濱;吳華強;錢鶴
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/49;H01L21/336
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 彭久云;吳天

1.一種晶體管，包括：

有源層，包括溝道區域、源極區域和漏極區域，其中所述溝道區域包括彼此相對的第一側和第二側，所述源極區域和所述漏極區域分別設置在所述溝道區域的所述第一側和所述第二側，且對所述源極區域、所述漏極區域以及所述溝道區域的摻雜為相同摻雜類型的重摻雜；以及

介質層，設置在所述有源層的表面上；

偶極子種子層，設置在所述介質層的遠離所述有源層的表面上；以及

柵極，設置在所述偶極子種子層的遠離所述介質層的表面上，

其中所述介質層、所述偶極子種子層以及所述柵極設置在所述溝道區域之上。

2.如權利要求1所述的晶體管，其中，所述有源層的材料包括硅。

3.如權利要求1所述的晶體管，其中，所述介質層的材料包括高K材料。

4.如權利要求3所述的晶體管，其中，所述高K材料選自由以下材料構成的集合中的至少一個：HfO、HfAlO、HfZrO。

5.如權利要求1所述的晶體管，其中，所述偶極子種子層包括二維材料層。

6.如權利要求5所述的晶體管，其中，所述二維材料層的二維材料選自由以下材料構成的集合中的至少一個：MoS₂、WS₂、WSe₂、MoSe₂、石墨烯。

7.如權利要求1所述的晶體管，其中，所述柵極的材料包括鎢(W)、銅(Cu)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、銥(Ir)、鉑(Pt)或其合金中的至少一個。

8.如權利要求1-7的任意一項中所述的晶體管，其中，所述偶極子種子層和所述柵極之間產生費米能級釘扎，使得所述晶體管的有效功函數增加第一增量。

9.如權利要求8所述的晶體管，其中，所述偶極子種子層和所述介質層之間的界面中具有離子遷移并形成偶極子，使得所述晶體管的有效功函數增加第二增量。

10.如權利要求9所述的晶體管，其中，所述晶體管的有效功函數的所述第一增量和所述第二增量之和的范圍為0.1eV-0.7eV。

11.如權利要求9所述的晶體管，其中，所述偶極子種子層的厚度小于2nm。

12.如權利要求1所述的晶體管，其中所述柵極包括至少兩個子柵極。

13.如權利要求1所述的晶體管，其中，所述介質層、所述偶極子種子層以及所述柵極至少部分環繞所述溝道區域。

14.如權利要求1所述的晶體管，其中，所述源極區域、所述漏極區域以及所述溝道區域的摻雜類型均為N型。

15.一種制備晶體管的方法，包括：

提供有源層，所述有源層包括溝道區域、源極區域和漏極區域，其中所述溝道區域包括彼此相對的第一側和第二側，所述源極區域和所述漏極區域分別設置在所述溝道區域的所述第一側和所述第二側，且對所述源極區域、所述漏極區域以及所述溝道區域的摻雜為相同摻雜類型的重摻雜；

在所述有源層之上沉積介質層；

在所述介質層上提供偶極子種子層；以及

在所述偶極子種子層上形成柵極，

其中所述介質層、所述偶極子種子層以及所述柵極設置在所述溝道區域之上。

16.如權利要求15所述的方法，其中，在所述有源層上沉積所述介質層包括：

通過原子層沉積技術在所述有源層的表面上形成所述介質層。