[实用新型]包含金属堆叠栅电极的自对准纳米场效应管

说明书

技术领域

本实用新型涉及微电子技术领域，特别涉及一种包含金属堆叠栅电极的自对准纳米场效应管。

背景技术

石墨烯作为一种新型的电子功能材料，由于具有独特的物理结构及优异的电学性能，成为当今微电子材料的研究热点，在微电子领域具有广泛的应用前景。新的纳米结构材料（如MoS2 、MoSe2、WSe2等）越来越受到关注。

栅电极与源极和漏极之间的un-gate区域产生的连接电阻是影响纳米场效应管性能的关键因素之一，采用自对准结构是解决这一问题的可行办法。在已有的自对准结构的纳米场效应管中，为了形成自对准的栅结构，有的需要两次或三次电子束曝光来形成T型栅结构，增加了工艺的复杂性，有的有二氧化硅的堆叠栅电极，降低了栅电容效率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种制作简单、成本低、栅电容效率高的包含金属堆叠栅电极的自对准纳米场效应管。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种包含金属堆叠栅电极的自对准纳米场效应管，包括衬底，衬底上设有沟道材料层，沟道材料层中部为栅电极区域，栅电极区域两侧分别为源极区域和漏极区域，栅电极区域上沉积有栅介质层，栅介质层上沉积有第一金属层，第一金属层上沉积有第二金属层，源极区域和漏极区域上分别沉积源、漏金属以形成源、漏电极。

上述包含金属堆叠栅电极的自对准纳米场效应管，所述第二金属层不被刻蚀剂腐蚀形成阻挡层，第一金属层被刻蚀剂腐蚀形成支撑层，第二金属层与第一金属层形成用于自对准的底切形状，从而构成栅电极。

上述包含金属堆叠栅电极的自对准纳米场效应管，所述沟道材料层为石墨烯。

上述包含金属堆叠栅电极的自对准纳米场效应管，所述栅介质层为沉积的铝自氧化后形成的介质。

上述包含金属堆叠栅电极的自对准纳米场效应管，所述源、漏金属的厚度小于第一金属层的厚度。

上述包含金属堆叠栅电极的自对准纳米场效应管，所述衬底包括基底层和位于基底层上方的绝缘层。

上述包含金属堆叠栅电极的自对准纳米场效应管，所述绝缘层为 SiO₂、Si₃N₄、BN、Al₂O₃、HfO₂、AlN、SiC，Si、Sapphire、玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯材料 PET、聚酰亚胺 PI、聚二甲基硅氧烷中的一种或两种以上的混合物。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的第二金属层不被刻蚀剂腐蚀形成阻挡层，第一金属层被刻蚀剂腐蚀形成支撑层，第二金属层与第一金属层形成用于自对准的底切形状，从而构成栅电极，金属堆叠的栅电极增大了栅电容效率，并且定义用于自对准结构的栅电极只需要一次曝光，简化了制备工艺，也节省了制备成本。

附图说明

图1为本实用新型场效应管的内部结构示意图。

图2为本实用新型制造工艺第一步的示意图。

图3为本实用新型制造工艺第二步的示意图。

图4为本实用新型制造工艺第三步的示意图。

图5为本实用新型制造工艺第四步的示意图。

图6为本实用新型制造工艺第五步的示意图。

图7为本实用新型制造工艺第六步的示意图。

图8为本实用新型制造工艺第七步的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，一种包含金属堆叠栅电极的自对准纳米场效应管，包括衬底1，衬底1包括基底层和位于基底层上方的绝缘层。所述绝缘层为 SiO₂、Si₃N₄、BN、Al₂O₃、HfO₂、AlN、SiC，Si、Sapphire、玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯材料 PET、聚酰亚胺 PI、聚二甲基硅氧烷等中的一种或两种以上的混合物。所述基底层为半导体材料、导电材料或不同于绝缘层的材料中的一种或两种以上的混合物。