[发明专利]MOSFET器件及其制造方法

权利要求书

1.一种MOSFET器件，其特征在于，包括：

具有图形化的衬底，所述衬底包括底层硅以及覆盖于所述底层硅表面的埋氧化层，且所述衬底中包括通过刻蚀埋氧化层形成的凹槽；

位于所述凹槽上方、且采用二维半导体材料制成的二维半导体材料层，所述二维半导体材料层中包括与所述凹槽位置对应的沟道区域，使得所述MOSFET器件同时具有抗单粒子效应的性能和抗总剂量效应的性能；所述二维半导体材料为过渡金属硫族化合物、黑磷、硅烯、锗烯或具有能带的石墨烯；所述二维半导体材料层由多层二维半导体薄膜构成，以确保所述MOSFET器件为全耗尽型器件；

位于所述埋氧化层上方、且采用所述二维半导体材料制成的源漏区域，所述源漏区域与所述沟道区域同层设置；

置于所述衬底与所述沟道区域之间的二维绝缘材料层，所述二维绝缘材料层由1层～10层的二维绝缘材料薄膜构成，所述二维半导体材料层是通过化学气相沉积或者原子层沉积方式于所述二维绝缘材料层表面形成，所述二维半导体材料层与所述二维绝缘材料层相对的界面处进行了离子掺杂。

2.根据权利要求1所述的MOSFET器件，其特征在于，所述二维绝缘材料层为单层氮化硼薄膜、多层氮化硼薄膜或经氟化处理的石墨烯薄膜。

3.根据权利要求1所述的MOSFET器件，其特征在于，所述凹槽是通过对所述埋氧化层进行反应离子刻蚀形成的。

4.一种MOSFET器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供衬底，所述衬底包括底层硅以及覆盖于所述底层硅表面的埋氧化层；

图形化所述衬底，以通过刻蚀埋氧化层形成凹槽；

在所述衬底表面覆盖二维绝缘材料层，所述二维绝缘材料层由1层～10层的二维绝缘材料薄膜构成；

采用二维半导体材料在二维绝缘材料层表面形成二维半导体材料层，所述二维半导体材料层包括位于所述凹槽上方对应位置的沟道区域、以及位于所述埋氧化层上方的源漏区域，使得所述MOSFET器件同时具有抗单粒子效应的性能和抗总剂量效应的性能，所述源漏区域与所述沟道区域同层设；所述二维半导体材料为过渡金属硫族化合物、黑磷、硅烯、锗烯或具有能带的石墨烯，所述二维半导体材料层是通过化学气相沉积或者原子层沉积方式于所述二维绝缘材料层表面形成，所述二维半导体材料层与所述二维绝缘材料层相对的界面处进行了离子掺杂。

5.根据权利要求4所述的MOSFET器件的制造方法，其特征在于，图形化所述衬底，以通过刻蚀埋氧化层形成凹槽的具体步骤包括：

采用光刻工艺在所述衬底表面定义沟道区域；

采用刻蚀工艺去除与所述沟道区域对应的全部或部分埋氧化层以形成凹槽。

6.根据权利要求5所述的MOSFET器件的制造方法，其特征在于，所述刻蚀工艺为反应离子刻蚀工艺。

7.根据权利要求4所述的MOSFET器件的制造方法，其特征在于，采用二维半导体材料在所述二维绝缘材料层表面、且与所述凹槽上方对应的位置形成沟道区域的具体步骤包括：

采用光刻工艺在所述二维绝缘材料 层表面定义有源区，采用刻蚀工艺清除所述有源区之外的二维绝缘材料层，并对所述有源区进行离子掺杂，使得所述有源区中的沟道区域与所述凹槽对应；

在所述二维绝缘材料层表面覆盖二维半导体材料层，从而使得离子掺杂对所述二维半导体材料层表面进行修饰；

在所述二维半导体材料层表面、且与经过离子掺杂的有源区对应的位置制造源极、漏极和栅极。

8.根据权利要求4所述的MOSFET器件的制造方法，其特征在于，所述二维绝缘材料层为单层氮化硼薄膜、多层氮化硼薄膜或经氟化处理的石墨烯薄膜。