[发明专利]晶体管及其制造方法

说明书

本公开提供了晶体管及其制造方法。该晶体管可以包括：在基板上的栅极；沟道层，具有覆盖栅极的至少一部分的三维（3D）沟道区域；源极电极，接触沟道层的第一区域；以及漏极电极，接触沟道层的第二区域。

技术领域

示例实施例涉及晶体管及其制造方法。

背景技术

硅（Si）基半导体器件已经被发展为具有高集成密度和高性能。然而，由于Si材料特性和制造工艺的限制，预计未来难于实现更高集成度和更高容量的Si基半导体器件。

因此，已经开展了对下一代器件的研究，该下一代器件可以克服Si基半导体器件的限制。例如，已经通过采用碳基纳米结构（例如，石墨烯）来尝试制造具有高性能的器件。石墨烯，是由碳原子制作的六边形的单层结构，在结构上和化学上是稳定的，并具有良好的电性能和物理性能。例如，石墨烯具有达到约2×10⁵cm²/Vs的载流子迁移率（这比Si快约100倍或更大），并具有约10⁸A/cm²的电流密度（这比铜（Cu）高约100倍或更大）。因此，石墨烯作为克服一般器件中的限制的下一代材料而引起人们的注意。

发明内容

示例实施例涉及晶体管及其制造方法。

所提供的是具有三维（3D）沟道（例如，3D石墨烯沟道）的晶体管以及制造该晶体管的方法。

所提供的是适合于提高集成度且按比例缩小的晶体管以及制造该晶体管的方法。

所提供的是有效沟道长度可易于控制的晶体管以及制造该晶体管的方法。

所提供的是防止或减少对石墨烯损坏或污染的石墨烯晶体管以及制造该晶体管的方法。

其它的方面将在下面的描述中部分地阐述，并将部分地从该描述而变得显然，或者可以通过实践给出的示例实施例而掌握。

根据示例实施例，晶体管包括：在基板上的栅极；沟道层，具有三维（3D）沟道区域覆盖栅极的至少一部分；源极电极，接触沟道层的第一区域；以及漏极电极，接触沟道层的第二区域。

沟道层可以在基板上并可以覆盖栅极的两个侧表面和顶表面。

沟道层可以包括石墨烯。

源极电极和漏极电极可以分别在栅极的两侧。

源极电极可以包括与3D沟道区域间隔开的第一源极电极部分，并且漏极电极可以包括与3D沟道区域间隔开的第一漏极电极部分。

第一源极电极部分和第一漏极电极部分的每一个可以具有大于3D沟道区域的高度的高度。

源极电极还可以包括在第一源极电极部分和3D沟道区域之间的第二源极电极部分，并且漏极电极还可以包括在第一漏极电极部分和3D沟道区域之间的第二漏极电极部分。

第二源极电极部分和第二漏极电极部分的每一个可以具有等于或小于3D沟道区域的高度的高度。

晶体管的有效沟道长度可以根据第二源极电极部分和第二漏极电极部分每一个的高度来调整。

源极电极可以包括：第一源极电极部分，在沟道层上且在栅极的一侧；以及第二源极电极部分，连接到第一源极电极部分，第二源极电极部分在栅极的第一侧壁上。漏极电极可以包括：第一漏极电极部分，在沟道层上且在栅极的另一侧；以及第二漏极电极部分，连接到第一漏极电极部分，第二漏极电极部分在栅极的第二侧壁上。

栅极可以包括在水平方向上彼此间隔开的第一栅极和第二栅极，源极电极可以包括彼此间隔开的第一源极电极和第二源极电极，第一和第二栅极在第一源极电极和第二源极电极之间，并且漏极电极可以在第一栅极和第二栅极之间。