[发明专利]一种基于过渡金属硫化物的栅极环绕型晶体管及制备方法

权利要求书

1.一种基于过渡金属硫化物的栅极环绕型晶体管，其特征在于，所述晶体管包括衬底、层叠结构、沟道层、源极、漏极、介电层和栅极；

在所述衬底上沉积有阵列形式的层叠结构，所述漏极和源极分别沉积在层叠结构的前后侧，所述层叠结构由栅极环绕的沟道层堆叠组成，所述沟道层与栅极之间有介电层相隔，所述漏极、源极与栅极之间也有介电层相隔。

2.根据权利要求1所述的一种基于过渡金属硫化物的栅极环绕型晶体管，其特征在于，所述沟道层为单层或少数层半导体性二维过渡金属硫化物薄膜，所述介电层为高介电材料，所述栅极为金属或金属性二维过渡金属硫化物薄膜，所述衬底为单质元素绝缘体或化合物绝缘体；所述源电极、漏电极为金属材料。

3.一种权利要求2所述的基于过渡金属硫化物的栅极环绕型晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在衬底上沉积一层绝缘层，再沉积一层沟道层，然后重复沉积，得到绝缘层和沟道层交替形成的层叠结构；

步骤2，采用干法刻蚀工艺对步骤1中层叠结构进行垂直刻蚀，得到阵列形式的层叠结构；

步骤3，定义每个层叠结构的源极、漏极区域，然后沉积源极、漏极；

步骤4，利用湿法刻蚀工艺去除层叠结构中的绝缘层，露出沟道层；

步骤5，在步骤4所述的沟道层表面、衬底表面以及在源极、漏极与栅极接触的表面沉积一层介电层；

步骤6，在步骤5所述的介电层上沉积栅极，构成所述晶体管。

4.根据权利要求3所述的一种基于过渡金属硫化物的栅极环绕型晶体管的制备方法，其特征在于，所述绝缘层为高介电常数材料。

5.根据权利要求3所述的一种基于过渡金属硫化物的栅极环绕型晶体管的制备方法，其特征在于，所述沉积均采用磁控溅射、化学气相沉积方法、原子层沉积方法、物理气相沉积法、热蒸镀法、电子束蒸发、低压化学气相沉积法、种子外延生长方法、气体外延生长方法、分子束外延生长中的任一方法。

6.根据权利要求3所述的一种基于过渡金属硫化物的栅极环绕型晶体管的制备方法，其特征在于，所述步骤3中定义源极、漏极区域的具体方法为：利用电子束曝光技术或光刻技术在阵列形式的层叠结构前后侧进行曝光显影，定义源极、漏极区域，接着采用反应离子刻蚀去除源极、漏极区域的原有层叠结构，最后在源极、漏极区域沉积源极、漏极。