一种超短沟道二维半导体场效应晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超短沟道二维半导体场效应晶体管及其制备方法，涉及集成电路技术领域，包括利用原子层沉积技术在重掺杂硅片表面沉积具有高介电常数的超薄氧化物介质层；利用通过剥离或者化学气相沉积法在介质层上制备超薄的二维半导体；利用干法转移技术将图案化金属电极至二维半导体一端，或者使用传统光刻/金属沉积工艺二维半导体一端制备金属电极，作为晶体管源极；利用原子层沉积技术在转移后的金属电极侧壁生长厚度可控的超薄氧化物绝缘层；利用掩模版或电子束光刻技术，以自对准的形式横跨源极与半导体另一侧沉积金属电极，作为晶体管漏极，源极金属侧壁的超薄氧化物绝缘层作为隔离层将源极与漏极分离，同时超薄氧化物绝缘层厚度即为器件沟道长度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于集成电路，具体涉及一种超短沟道二维半导体场效应晶体管及其制备方法。

技术介绍

1、传统的光刻技术根据瑞利判据受着数值孔径和光波长限制而不能做到亚10纳米尺寸的沟道图形。尽管高数值孔径极紫外光刻（high-na euv）技术的进步已瞄准8纳米特征尺寸，其工艺能力仍无法满足亚3纳米沟道长度的的制造需求。同时，一些新型器件结构如垂直沟道二维场效应晶体管可以利用隔离层薄膜的原子级厚度做到几个纳米的沟道长度，但是器件制备工艺复杂、成本高昂、器件性能较差。还有一些通过石墨烯刻蚀、晶界加宽、应力释放、碳纳米管做掩膜等技术获得最小至5纳米的沟道长度，但是制备工艺相对复杂、难以大规模制备，并且因为材料缺陷、接触不良等因素导致器件栅控能力差、电流低，整体性能未达到器件应用要求。综上所述，制备出高性能的亚3纳米的二维半导体场效应晶体管是极具挑战的。

2、针对现有技术缺陷，本专利技术要解决的技术问题主要包括：1）利用了二维半导体表面无悬挂键的特点，结合原子层沉积技术，实现了选择性地在金属侧壁沉积厚度可控的超薄氧化物绝缘层，进而实现了沟道长度纳米级可控；2本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种超短沟道二维半导体场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的超短沟道二维半导体场效应晶体管制备方法，其特征在于，所述步骤一中，高介电常数的氧化物介质层为氧化铪、氧化锆或者氧化铝，厚度为5~10nm。

3.根据权利要求1所述的超短沟道二维半导体场效应晶体管制备方法，其特征在于，所述步骤二中，二维半导体为二硫化钼、二硫化钨、二硒化钼或二硒化钨。

4.根据权利要求1所述的超短沟道二维半导体场效应晶体管制备方法，其特征在于，步骤三中，利用干法转移技术将金属电极转移到目标半导体样品，金属电极为金、铂或银，厚度为80~15...

【技术特征摘要】

1.一种超短沟道二维半导体场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的超短沟道二维半导体场效应晶体管制备方法，其特征在于，所述步骤一中，高介电常数的氧化物介质层为氧化铪、氧化锆或者氧化铝，厚度为5~10nm。

3.根据权利要求1所述的超短沟道二维半导体场效应晶体管制备方法，其特征在于，所述步骤二中，二维半导体为二硫化钼、二硫化钨、二硒化钼或二硒化钨。

4.根据权利要求1所述的超短沟道二维半导体场效应晶体管制备方法，其特征在于，步骤三中，利用干法转移技术将金属电极转移到目标半导体样品，金属电极为金、铂或银，厚度为80~150nm，金属电极通过电子束蒸镀、热蒸镀或磁控溅射金属薄膜制备工艺完成。

5.根据权利要求4所述的超短沟道二维半导体场效应晶体管制备方法，其特征在于，干法转移技术包括利用探针转移，具体转移步骤如下：

6.根据权利要求1所述的超短沟道二维半导体场效应晶体管制备方法，其特征在于，上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗中中，田夫果，于志浩，赵强，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：