[發(fā)明專利]具有局域底柵的晶體管及其制作方法

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• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號(hào): CN113690300A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許海濤;高寧飛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京華碳元芯電子科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L29/40
• 分類號(hào): H01L29/40;H01L29/78;H01L21/02;H01L21/8238
• 代理公司: 北京秉文同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11859
• 代理人: 趙星

1.一種晶體管，包括襯底(101)、局部底柵(102)、柵介質(zhì)層(103)、低維半導(dǎo)體層(104)、源極和漏極，其特征在于：

所述局部底柵(102)嵌入所述襯底(101)與所述襯底處于同一平面或位于所述襯底(101)上；

在所述局部底柵(102)上具有一柵介質(zhì)層(103)，所述低維半導(dǎo)體層(104)位于所述柵介質(zhì)層(103)上，作為所述晶體管器件的溝道；

所述源極和所述漏極位于所述溝道的相對(duì)兩側(cè)，并分別與所述低維半導(dǎo)體層(104)形成一個(gè)或多個(gè)部分接觸；

在所述溝道上具有過渡層(107)以及靜電摻雜層(108)，所述靜電摻雜層(108)中形成有固定電荷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其特征在于，所述襯底(101)包括SiO₂/Si襯底、石英襯底、Al₂O₃襯底、玻璃襯底或聚合物襯底中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其特征在于，所述低維半導(dǎo)體層(104)選自碳納米管、硅納米線以及II-VI族元素納米線、III-V族元素納米線以及二維層狀半導(dǎo)體材料，所述碳納米管進(jìn)一步優(yōu)選為單壁碳納米管、多壁碳納米管、網(wǎng)絡(luò)狀碳納米管或是碳納米管陣列，所述二維層狀半導(dǎo)體材料進(jìn)一步優(yōu)選為黑磷或二硫化鉬。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其特征在于，所述局部底柵(102)包括氮化鉭(TaN)、氮化鈦(TiN)、多晶硅、金(Au)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、鈦/金疊層(Ti/Au)、鈦/鈀疊層(Ti/Pd)或鈦/鉑疊層(Ti/Pt)中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其特征在于，所述源極和漏極包括鉑(Pt)、鈦(Ti)或鈀(Pd)中的至少一種，并優(yōu)選為鈀(Pd)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其特征在于，在所述局域底柵(102)與所述柵介質(zhì)層(103)之間具有第一柵介質(zhì)亞層(103’)，在所述柵介質(zhì)層(103)與所述靜電摻雜層(108)或過渡層(107)之間具有第二柵介質(zhì)亞層(103”)，所述第一柵介質(zhì)亞層(103’)與所述第二柵介質(zhì)亞層(103”)材質(zhì)相同或不同。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶體管，其特征在于，所述第一柵介質(zhì)亞層(103’)和第二柵介質(zhì)亞層(103”)包括氧化鋁(Al₂O₃)、氮化鋁(AlN)、氧化鉿(HfO₂)、氧化鋯(ZrO₂)、氧化鈦(TiO₂)、鉿氮氧化物(HfO_xN_y)、鑭氮氧化物(LaO_xN_y)、氧化釔(Y₂O₃)或氧化鑭(La₂O₃)中的至少一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其特征在于，所述靜電摻雜層(108)為金屬氧化物或氮化物，優(yōu)選為氧化鋁、氧化鉿或氮化鋁中至少一種，并進(jìn)一步優(yōu)選為氮化鋁。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其特征在于，在所述靜電摻雜層(108)上具有一保護(hù)層(109)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其特征在于，在所述靜電摻雜層(108)和低維半導(dǎo)體層(104)之間具有一過渡層(107)。