[发明专利]一种环栅结构场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种环栅结构场效应晶体管，其特征在于，包括衬底、沉积在所述衬底上的二氧化硅层、分别沉积在所述二氧化硅层上的栅极、源极和漏极，所述栅极包括有源层、包围所述有源层的绝缘层及包围所述绝缘层的金属层，所述绝缘层采用高介电常数电介质材料。

2.如权利要求1所述的环栅结构场效应晶体管，其特征在于，所述高介电常数电介质材料包括HfO₂、Si₃N₄、SiON、TiO₂、Al₂O₃、HfAlO、ZrO₂、LaAlO₃、WS₂中的一种。

3.如权利要求1所述的环栅结构场效应晶体管，其特征在于，所述有源层采用二维半导体材料。

4.如权利要求3所述的环栅结构场效应晶体管，其特征在于，所述二维半导体材料为MoS₂。

5.如权利要求1所述的环栅结构场效应晶体管，其特征在于，所述金属层为TiN层或TaN层。

6.一种环栅结构场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括：

在衬底上沉积预置厚度的二氧化硅层，在所述二氧化硅层上沉积预置厚度的第一金属层，并将栅极之外的所述第一金属层刻蚀掉，得到第一预置尺寸的金属片；

在所述二氧化硅层上生长第一高介电常数电介质层，在所述第一高介电常数电介质层上制备二维半导体薄膜，将沟道以外区域的二维半导体薄膜刻蚀掉，得到预置尺寸的二维半导体片；

在所述二维半导体片上生长第二高介电常数电介质层，将环栅以外的第二高介电常数电介质层刻蚀掉，露出所述金属片；

在所述金属片上生成预置厚度的第二金属层，以得到所述环栅结构场效应晶体管。

7.如权利要求6所示的制备方法，其特征在于，所述在所述二氧化硅层上沉积预置厚度的第一金属层包括：

在所述二氧化硅层上用磁控溅射生长厚度为5～50nm的第一金属层。

8.如权利要求6所示的制备方法，其特征在于，所述将栅极之外的所述第一金属层刻蚀掉包括：

利用湿法刻蚀或干法刻蚀将栅极之外的所述第一金属层刻蚀掉。

9.如权利要求6所示的制备方法，其特征在于，所述第一金属层和所述第二金属层TiN层或TaN层，所述二维半导体薄膜为MoS₂薄膜。

10.如权利要求6至9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一高介电常数电介质层和所述第二高介电常数电介质层为HfO₂、Si₃N₄、SiON、TiO₂、Al₂O₃、HfAlO、ZrO₂、LaAlO₃、WS₂中的一种。