包括2D材料的装置制造方法及图纸

提供了包括二维材料的装置，所述装置包括：基底；第一电极，位于基底上；绝缘图案，位于基底上；第二电极，位于绝缘图案的上端上；二维(2D)材料层，位于绝缘图案的侧表面上；栅极绝缘层，覆盖2D材料层；以及栅电极，接触栅极绝缘层。绝缘图案在与基底基本垂直的方向上从第一电极延伸。2D材料层包括与绝缘图案的侧表面基本平行的至少一个原子层的2D材料。

【技术实现步骤摘要】
包括2D材料的装置本申请要求于2017年9月4日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0112493号韩国专利申请的权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用而全部包含于此。
专利技术构思涉及包括二维(2D)材料的装置，更具体地，涉及垂直晶体管装置、鳍式晶体管装置、隧穿装置和包括2D材料的掩埋晶体管装置。
技术介绍
自石墨烯从石墨分离成功以来，已经对包括石墨烯、六方氮化硼(h-BN)和过渡金属二硫属化物(TMDC)的2D材料进行了大量研究。2D材料可以形成为仅具有单个原子层或几个原子层。2D材料具有几纳米或更小的小厚度，并且可以具有比具有3D晶体结构的现有材料好的电学、光学、热学和化学特性，因此，2D材料作为用于电子装置和光学装置的新材料已经引起关注。
技术实现思路
专利技术构思提供一种包括二维(2D)材料的装置。根据专利技术构思的一方面，一种装置包括：基底；第一电极，位于基底上；绝缘图案，位于基底上；第二电极，位于绝缘图案的上端上；2D材料层，沿着绝缘图案的侧表面；栅极绝缘层，覆盖2D材料层；以及栅电极，接触栅极绝缘层。绝缘图案可以在与基底基本垂直的方向上从第一电极延伸。2D材料层可以包括与绝缘图案的侧表面基本平行的至少一个原子层的2D材料。根据专利技术构思的另一方面，一种装置包括：基底；沟道结构，位于基底上；第一电极和第二电极，位于基底上；栅电极，位于基底上；以及栅极绝缘层，位于沟道结构与栅电极之间。沟道结构可以在与基底平行的第一方向上延伸。第一电极和第二电极分别可以位于沟道结构的两端处。栅电极可以在与基底平行的第二方向上延伸，并且栅电极可以与沟道结构相交。沟道结构可以包括绝缘图案和位于绝缘图案的表面上的2D材料层。2D材料层可以包括与绝缘图案的表面平行的至少一个原子层的2D材料。根据专利技术构思的另一方面，一种装置包括：基底；绝缘图案，位于基底上；一对2D材料层，位于绝缘图案的侧表面上，第一电极；以及第二电极。所述一对2D材料层中的每个可以包括可以与绝缘图案的侧表面平行的至少一个原子层的2D材料。所述一对2D材料层可以包括通过在其间插入绝缘图案而在可以与基底平行的第一方向上彼此间隔开的第一2D材料层和第二2D材料层。第一电极可以接触第一2D材料层。第二电极可以接触第二2D材料层。根据专利技术构思的另一方面，一种装置包括：基底，包括凹部；2D材料图案，位于基底上；栅极结构，接触2D材料图案，第一电极，接触2D材料图案的第一端；以及第二电极，接触2D材料图案的第二端。凹部可以从基底的主表面凹陷并可以在第一方向上延伸。2D材料图案可以与基底的凹部相交并可以在第二方向上延伸。栅极结构可以接触2D材料图案并可以沿着基底的凹部在第一方向上延伸。第一电极可以接触2D材料图案的第一端。第二电极可以接触2D材料图案的第二端。2D材料图案可以包括与基底的表面平行的原子层。根据专利技术构思的另一方面，一种装置包括：基底，包括凹部；2D材料图案，位于基底上；栅极结构，与2D材料图案相交；第一电极，接触2D材料图案的第一端；以及第二电极，接触二维材料图案的第二端。凹部可以从基底的主表面凹陷并可以在第一方向上延伸。2D材料图案可以沿着基底的凹部在第一方向上延伸。栅极结构可以与2D材料图案相交并且可以在第二方向上延伸。第一电极可以接触2D材料图案的第一端。第二电极可以接触2D材料图案的第二端。2D材料图案可以包括第一部分和第二部分。第一部分可以位于基底的凹部的下表面上，第二部分可以位于基底的凹部的侧表面上。根据专利技术构思的另一方面，一种装置可以包括：基底，包括从基底的主表面突出并在第一方向上延伸的鳍；2D材料图案，位于基底上，并沿着鳍在第一方向上延伸；栅极结构，与2D材料图案相交并在第二方向上延伸；第一电极，接触2D材料图案的第一端；以及第二电极，接触2D材料图案的第二端。2D材料图案可以包括位于基底的鳍的上表面上的第一部分以及位于基底的鳍的侧表面上的第二部分。附图说明通过下面结合附图的详细描述，将更清楚地理解专利技术构思的实施例，在附图中：图1A和图1B是根据专利技术构思的实施例的包括二维(2D)材料的装置的剖视图，图1B是沿着图1A的线AA'截取的剖视图；图2A和图2B是根据专利技术构思的实施例的包括2D材料的装置的剖视图，图2B是沿着图2A的线AA'截取的剖视图；图3A和图3B是根据专利技术构思的实施例的包括2D材料的装置的剖视图，图3B是沿着图3A的线AA'截取的剖视图；图4A和图4B是根据专利技术构思的实施例的包括2D材料的装置的剖视图，图4B是沿着图4A的线AA'截取的剖视图；图5A是根据专利技术构思的实施例的包括2D材料的装置的透视图；图5B是沿着图5A的线AA'截取的剖视图；图6A是根据专利技术构思的实施例的包括2D材料的装置的透视图；图6B是沿着图6A的线AA'截取的剖视图；图7A和图7B是根据专利技术构思的实施例的包括2D材料的装置的剖视图，图7B是沿着图7A的线AA'截取的剖视图；图8A是根据专利技术构思的实施例的包括2D材料的装置的俯视图；图8B是沿着图8A的线AA'截取的剖视图；图8C是沿着图8A的线BB'截取的剖视图；图9A是根据专利技术构思的实施例的包括2D材料的装置的俯视图；图9B是沿着图9A的线AA'截取的剖视图；图9C是沿着图9A的线BB'截取的剖视图；图10A是根据专利技术构思的实施例的包括2D材料的装置的俯视图；图10B是沿着图10A的线AA'截取的剖视图；图10C是沿着图10A的线BB'截取的剖视图；图11A至图11H是根据专利技术构思的实施例的用于描述制造包括2D材料的装置的方法的剖视图；图12A至图12E是根据专利技术构思的实施例的用于描述制造包括2D材料的装置的方法的剖视图；图13A至图13F是根据专利技术构思的实施例的用于描述制造包括2D材料的装置的方法的剖视图；图14A至图14D是根据专利技术构思的实施例的用于描述制造包括2D材料的装置的方法的剖视图；图15A至图15E是根据专利技术构思的实施例的用于描述制造包括2D材料的装置的方法的剖视图；图16A至图16E是根据专利技术构思的实施例的用于描述制造包括2D材料的装置的方法的剖视图。具体实施方式图1A和图1B是根据专利技术构思的实施例的包括二维(2D)材料的装置100的剖视图，图1B是沿着图1A的线AA'截取的剖视图。参照图1A，根据专利技术构思的实施例的包括2D材料的装置100可以包括基底110、第一电极120、第二电极140、绝缘图案130、2D材料层150、栅极绝缘层160和栅电极170。装置100可以是垂直晶体管。基底110可以包括半导体材料、玻璃或塑料。半导体材料可以包括IV族半导体材料、III-V族半导体材料或II-VI族半导体材料。IV族半导体材料可以包括例如硅(Si)、锗(Ge)或Si-Ge。III-V族半导体材料可以包括例如砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、GaP、InAs、锑化铟(InSb)或InGaAs。II-VI族半导体材料可以包括例如碲化锌(ZnTe)或硫化镉(CdS)。包括半导体材料的基底110可以是体晶圆或外延层。第一电极120可以位于基底110上。第二电极140可以位于绝缘图案130的上端处。第一电极120和第二电极140可以独立地包括金属、金属氮化物或其组合。金属可以包括例如钨(W)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括二维材料的装置，所述装置包括：基底；第一电极，位于基底上；绝缘图案，位于基底上，绝缘图案在与基底基本垂直的方向上从第一电极延伸；第二电极，位于绝缘图案的上端上；二维材料层，沿着绝缘图案的侧表面，二维材料层包括与绝缘图案的侧表面基本平行的至少一个原子层的二维材料；栅极绝缘层，覆盖二维材料层；以及栅电极，接触栅极绝缘层。

【技术特征摘要】
2017.09.04 KR 10-2017-01124931.一种包括二维材料的装置，所述装置包括：基底；第一电极，位于基底上；绝缘图案，位于基底上，绝缘图案在与基底基本垂直的方向上从第一电极延伸；第二电极，位于绝缘图案的上端上；二维材料层，沿着绝缘图案的侧表面，二维材料层包括与绝缘图案的侧表面基本平行的至少一个原子层的二维材料；栅极绝缘层，覆盖二维材料层；以及栅电极，接触栅极绝缘层。2.根据权利要求1所述的装置，其中，绝缘图案中的过渡金属元素与二维材料层中的过渡金属元素相同。3.根据权利要求1所述的装置，其中，二维材料层包括过渡金属二硫化物。4.根据权利要求1所述的装置，其中，绝缘图案包括过渡金属二氧化物。5.根据权利要求1所述的装置，其中，绝缘图案的侧表面与基底基本垂直，并且二维材料的所述至少一个原子层与基底基本垂直。6.一种包括二维材料的装置，所述装置包括：基底；沟道结构，位于基底上，沟道结构在与基底平行的第一方向上延伸，沟道结构包括绝缘图案和位于绝缘图案的表面上的二维材料层，并且二维材料层包括与绝缘图案的所述表面平行的至少一个原子层的二维材料；第一电极和第二电极，位于基底上，第一电极和第二电极分别位于沟道结构的两端处；栅电极，位于基底上，栅电极在与基底平行的第二方向上延伸，并且栅电极与沟道结构相交；以及栅极绝缘层，位于沟道结构与栅电极之间。7.根据权利要求6所述的装置，其中，栅极绝缘层接触沟道结构的侧表面和沟道结构的上表面。8.一种包括二维材料的装置，所述装置包括：基底；绝缘图案，位于基底上；一对二维材料层，位于绝缘图案的侧表面上，所述一对二维材料层中的每个包括与绝缘图案的侧表面平行的至少一个原子层的二维材料，并且所述一对二维材料层包括通过在其间插入绝缘图案而在与基底平行的第一方向上彼此间隔开的第一二维材料层和第二二维材料层；第一电极，接触第一二维材料层；以及第二电极，接触第二二维材料层。9.一种包括二维材料的装置，所述装置包括：基底，包括凹部，凹部从基底的主表面凹陷并在第一方向上延伸；二维材料图案，位于基底上，二维材料图案与基底的凹部相交，二维材料图案在第二方向上延伸，二维材料图案包括与基底的表面平行的原子层；栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴台镇，金真范，金奉秀，李圭弼，洪亨善，黄有商，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR