[发明专利]场效应晶体管制备方法及场效应晶体管

说明书

本发明提供了一种场效应晶体管制备方法及场效应晶体管，属于场效应晶体管制造技术领域。所述场效应晶体管制备方法包括：在衬底上制备栅电极；在所述衬底和栅电极表面制备栅介质层；将二维半导体沟道层转移至栅介质层上；在所述二维半导体沟道层的表面制备同心圆形状的源电极和漏电极；其中，外圆为所述漏电极，内圆为所述源电极。本发明利用同心圆形状的源、漏电极之间形状的不同，使得源、漏电极之间更容易产生高场区域，从而使晶体管在比较低的源漏电压下就实现饱和特性，使晶体管的工作过程中降低操作电压和功耗。

技术领域

本发明涉及场效应晶体管制造技术领域，尤其涉及一种场效应晶体管制备方法及场效应晶体管。

背景技术

在后摩尔时代，传统硅基三维场效应晶体管在尺寸缩小的路径上，由于短沟道效应等物理极限，以及愈发高昂的研发和制造成本，人们开始关注二维半导体在这个领域的应用。MoS₂，MoSe₂等二维材料，由于没有悬挂键，并且在单层或少层的情况下不存在短沟道效应，成本低等原因成为了研究的重点。但在该领域还存在一些关键性问题没有解决，如：由于晶体管达到饱和状态所需要的源漏电压过大，并且即使达到饱和状态该晶体管的输出电阻也过小，这些导致了低维半导体在模拟电路方面的应用还处于停滞状态。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种场效应晶体管制备方法及场效应晶体管，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种场效应晶体管制备方法，包括：

在衬底上制备栅电极；

在所述衬底和栅电极表面制备栅介质层；

将二维半导体沟道层转移至栅介质层上；

在所述二维半导体沟道层的表面制备同心圆形状的源电极和漏电极；其中，外圆为所述漏电极，内圆为所述源电极。

在一些实施例中，在衬底上制备栅电极，包括：

在衬底表面涂光刻胶并对所述光刻胶进行曝光和显影；

在所述衬底和光刻胶表面生长金属或金属化合物作为栅电极；

将所述光刻胶洗去，得到图形化的栅电极。

在一些实施例中，采用磁控溅射方法或者离子束溅射方法或电子束蒸发方法生长金属或金属化合物作为栅电极；所述栅电极的厚度为10nm-50nm；所述金属的材料为Pt、Ti、Cu或者Au，所述金属化合物材料为金属氮化物。

在一些实施例中，将二维半导体沟道层转移至栅介质层上，包括：

将聚甲丙烯酸甲酯旋涂在二维半导体沟道层表面，并烘干；

以聚甲丙烯酸甲酯为载体，将所述二维半导体沟道层转移至栅介质层上；

去除所述二维半导体沟道层表面的聚甲丙烯酸甲酯。

在一些实施例中，在所述将二维半导体沟道层转移至栅介质层上的步骤之后，所述方法还包括：

在所述二维半导体沟道层表面涂光刻胶，通过曝光和显影技术以及氧离子体刻蚀工艺，对所述二维半导体沟道层进行图形化，得到图形化的二维半导体沟道层。

在一些实施例中，在所述二维半导体沟道层的表面制备同心圆形状的源电极和漏电极，包括：

利用光刻技术在所述二维半导体表面形成同心圆形状的光刻胶图形；

在所述光刻胶图形表面生长金属作为源电极和漏电极；

将所述光刻胶洗去，得到同心圆形状的源电极和漏电极。