[发明专利]一种二硫化钼隧穿晶体管及其制备方法在审

专利信息
申请号: 201811098347.9 申请日: 2018-09-20
公开(公告)号: CN109378341A 公开(公告)日: 2019-02-22
发明(设计)人: 陈琳;刘浩;孙清清;张卫 申请(专利权)人: 复旦大学
主分类号: H01L29/739 分类号: H01L29/739;H01L21/34
代理公司: 上海正旦专利代理有限公司 31200 代理人: 陆飞;陆尤
地址: 200433 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 隧穿晶体管 二硫化钼 制备 二硫化钼薄膜 源漏电极 沟道 线条 半导体技术领域 原子层沉积工艺 顶栅晶体管 肖特基接触 原材料成本 材料性能 顶栅介质 高温退火 高K材料 沟道区 开关比 迁移率 生长 覆盖 安全
【权利要求书】:

1.一种二硫化钼隧穿晶体管制备方法,其特征在于,具体步骤为:

采用原子层沉积工艺在衬底上形成二硫化钼薄膜,并进行高温退火;

图形化二硫化钼,进行光刻、刻蚀得到二硫化钼线条,作为隧穿晶体管的沟道;

再次进行光刻,在所述沟道两侧曝光形成源漏电极图案,淀积金属并剥离后形成源漏电极,与所述二硫化钼线条形成肖特基接触;

采用原子层沉积工艺在所述沟道上淀积高K材料作为顶栅介质层,进行光刻曝光形成顶栅图案,淀积金属并剥离后形成顶栅。

2.根据权利要求1所述的二硫化钼隧穿晶体管制备方法,其特征在于,所述衬底材料为SiO2/Si、Al2O3、GaN、GaAs、GexSi1-x或SiC。

3.根据权利要求1所述的二硫化钼隧穿晶体管制备方法,其特征在于,所述源漏电极材料为Cr/Au、Ni/Au、Ti/Au或Pt。

4.根据权利要求1所述的二硫化钼隧穿晶体管制备方法,其特征在于,所述顶栅介质层材料为氧化铝、氧化铪、氧化锆或氧化钽。

5.根据权利要求1所述的二硫化钼隧穿晶体管制备方法,其特征在于,所述顶栅材料为Cr/Au或Pt。

6.根据权利要求1所述的二硫化钼隧穿晶体管制备方法,其特征在于,采用原子层沉积工艺在衬底上形成二硫化钼薄膜,具体步骤为:

将加热的固态Mo源反应前驱体挥发出的气体以脉冲形式导入到原子层淀积反应腔中,脉冲时间为2s~5s;

将非活性气体以脉冲形式导入到原子层淀积反应腔中,清除腔中残余的前驱体以及反应副产物,脉冲时间为5s~20s;

将液态的硫源前驱体以脉冲形式导入到原子层淀积反应腔中,脉冲时间为1s ~5s;

将非活性气体以脉冲形式导入到原子层淀积反应腔中,清除腔中残余的前驱体以及反应副产物,脉冲时间为5s~20s;

以上为原子层淀积过程的一个周期,根据所需生长厚度,重复进行相应多个周期;

原子层沉积过程中原子层沉积设备的反应腔温度保持在300℃~450℃,气压维持在0.5torr~5torr,固态Mo源的温度加热到110℃~125℃。

7.一种由权利要求1所述的方法制备的二硫化钼隧穿晶体管,其特征在于,

以二硫化钼薄膜线条作为隧穿晶体管的沟道;

源漏电极形成在所述沟道两侧,与所述二硫化钼薄膜线条形成肖特基接触;

顶栅介质层采用高K材料,形成在所述沟道区上并覆盖所述源漏电极;

顶栅形成在所述沟道区的所述顶栅介质层上。

8.根据权利要求7所述的二硫化钼隧穿晶体管,其特征在于,所述源漏电极材料为Cr/Au、Ni/Au、Ti/Au或Pt。

9.根据权利要求7所述的二硫化钼隧穿晶体管,其特征在于,所述顶栅介质层材料为氧化铝、氧化铪、氧化锆或氧化钽。

10.根据权利要求7所述的二硫化钼隧穿晶体管,其特征在于,所述顶栅材料为Cr/Au或Pt。

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