[發明專利]一種二維半導體場效應管及其制備工藝、一種半導體器件

在審

• 申請號: 202110351170.4
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113206091A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 高建峰;劉衛兵;項金娟;李俊杰;周娜;楊濤;李俊峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L27/092
• 分類號: H01L27/092;H01L21/8238
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 佟林松

1.一種二維半導體場效應管，其特征在于：從下至上依次包括：絕緣襯底區、導電溝道區、柵極區；其中，導電溝道區包括源、漏極、第一絕緣介質層、二維半導體層，第一絕緣介質層位于源、漏極之間，二維半導體層兩端與源、漏極電連接形成源、漏端；柵極區包括高K介電層、金屬柵和第二絕緣介質層，金屬柵和第二絕緣介質層位于高K介電層上，第二絕緣介質層中包括多個通孔，通孔中的電極引線電連接二維半導體層的源、漏端、金屬柵。

2.根據權利要求1所述的場效應管，其特征在于：所述的二維半導體層為碳納米管層，石墨烯或二硫化鉬。

3.根據權利要求1所述的場效應管，其特征在于：所述的高K介質層材料為YO或氧化鉿。

4.根據權利要求1所述的場效應管，其特征在于：所述的金屬柵材料為TiN、W、AL、Mo或者上述幾種材料的組合。

5.根據權利要求1所述的場效應管，其特征在于：所述通孔中還包括填充材料填充通孔中電極引線外的空間。

6.一種二維半導體場效應管的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

提供絕緣襯底：

在所述絕緣襯底上形成圖案化的源、漏極；

源、漏極之間沉積第一絕緣介質層；

設置二維半導體層，使得二維半導體層與源、漏極電連接形成導電溝道的源、漏端；

沉積高K介電層覆蓋導電溝道；

沉積金屬柵，使得金屬柵位于導電溝道上方；

沉積第二絕緣介質層，使得第二絕緣介質層覆蓋金屬柵和導電溝道；

電極引線穿過第二絕緣介質層和高K介電層，與源、漏端電連接。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：所述的二維半導體層為碳納米管層，石墨烯或二硫化鉬。

8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：所述的高K介質層材料為YO或氧化鉿。

9.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：所述的金屬柵材料為TiN,、W、AL、Mo或者上述幾種材料的組合。

10.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：還包括步驟：在第二絕緣介質層及高K介電層中形成通孔，使得電極引線穿過第二絕緣介質層和高K介電層，與源、漏端電連接。

11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于：所述通孔中還包括填充材料填充通孔中電極引線外的空間。

12.一種半導體器件，其特征在于，所述半導體器件包括權利要求1-5任意一項所述的二維半導體場效應晶體管。