[发明专利]一种基于二硫化铼的场效应管及其制造方法

权利要求书

1.一种基于二硫化铼的场效应管，包括衬底(10)，其特征在于，所述衬底(10)包括硅衬底(101)和生长在所述硅衬底(101)上的氧化层(102)，所述氧化层(102)上刻蚀有二硫化铼沟道(11)，所述场效应管还包括生长在源漏接触区的漏源电极(12)、覆盖所述二硫化铼沟道(11)的栅氧化层(13)以及位于硅衬底(101)底部的金属引线(15)，所述栅氧化层(13)上生长有栅电极(14)，所述漏源电极(12)包括依次位于所述氧化层(102)之上的Cr电极(121)和Au电极(122)。

2.根据权利要求1所述的基于二硫化铼的场效应管，其特征在于，所述硅衬底(101)为P型重掺杂，掺杂的类型为p型重掺杂掺杂(p+)，杂质可以是硼和/或铝和/或铟，所述氧化层(102)为厚度为50-300nm的二氧化硅薄膜。

3.根据权利要求2所述的基于二硫化铼的场效应管，其特征在于，所述硅衬底(101)的掺杂浓度大于10¹⁹/cm-³，且小于10²¹/cm-³。

4.根据权利要求3所述的基于二硫化铼的场效应管，其特征在于，所述氧化层(102)为厚度为260-290nm，所述栅氧化层(13)的厚度为30-50nm，所述二硫化铼沟道(11)的厚度为5-10nm，所述Cr电极(121)的厚度为5-10nm，所述Au电极(122)的厚度为80-100nm。

5.权利要求1-4的任一场效应管的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)准备生长有氧化层(102)的重掺杂的硅衬底(101)；

2)在衬底(10)的氧化层(102)上生长二硫化铼沟道(11)；

3)在所述源漏接触区生长漏源电极(12)，采用电子束蒸发镀膜，先后蒸镀上Cr电极(121)和Au电极(122)；

4)通过ALD沉积覆盖在所述二硫化铼沟道(11)上的栅氧化层(13)；

5)在所述栅氧化层(13)上生长栅电极(14)，栅电极(14)为Au/Cr组合电极；

6)在所述硅衬底(101)的底部焊接上金属引线(15)，最终制得如权利要求1-4任一所述的基于二硫化铼的场效应管。

6.根据权利要求5所述的场效应管的制造方法，其特征在于，所述氧化层(102)为二氧化硅，所述二硫化铼沟道(11)通过光刻蚀方法得到。

7.根据权利要求6所述的场效应管的制造方法，其特征在于，所述栅氧化层(13)为high-k电介质材料。

8.根据权利要求7所述的场效应管的制造方法，其特征在于，所述栅氧化层(13)为氧化铝层，其具体的沉积过程为：在所需的区域上沉积1-2nm厚的铝层作为种子层，然后利用三甲基铝和水在真空室中反应生成氧化铝，反应温度为190-220℃。