[发明专利]一种过渡金属硫族化合物晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种过渡金属硫族化合物晶体管，自下而上包括：栅极、栅极介电层、沟道层以及位于栅极介电层两侧的源漏区，其特征在于，在沟道方向上以及水平面中垂直于沟道方向上，所述沟道层的长度大于所述栅极介电层的长度，所述栅极介电层的长度大于等于所述栅极的长度；其中，所述源漏区为具有金属性质的第一过渡金属硫族化合物，所述沟道层为具有半导体性质的第二过渡金属硫族化合物；所述栅极介电层和所述沟道层之间还包括粘附层，在沟道方向上以及水平面中垂直于沟道方向上，所述粘附层的长度等于所述栅极介电层的长度；所述源漏区中的的源区和漏区分别位于所述栅极介电层和粘附层的两侧，所述粘附层与第二过渡金属硫族化合物的晶格匹配；所述栅极介质层、沟道层和粘附层平行。

2.根据权利要求1所述的一种过渡金属硫族化合物晶体管，其特征在于，所述第一过渡金属硫族化合物为MoTe2、MoS2、WTe2中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种过渡金属硫族化合物晶体管，其特征在于，所述第二过渡金属硫族化合物为MoTe2、MoS2、MoSe2、WSe2、ReSe2、TaS2、TaSe2、TaTe2、NbS2、NbSe2、NbTe2中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种过渡金属硫族化合物晶体管，其特征在于，所述沟道层、栅极介电层和栅极的中心点位于同一条直线上。

5.根据权利要求1所述的一种过渡金属硫族化合物晶体管，其特征在于，所述源漏区的高度大于所述栅极介电层的高度。

6.一种制作权利要求1所述的过渡金属硫族化合物晶体管的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01：提供衬底，在所述衬底上形成层间介电层，并在所述层间介电层上表面形成凹槽；

S02：在所述层间介电层的凹槽中填充栅极材料，形成栅极；

S03：在所述栅极上方依次形成栅极介电层和粘附层；其中，在沟道方向上以及水平面中垂直于沟道方向上，所述粘附层的长度等于所述栅极介电层的长度，且均大于等于所述栅极的长度；所述源区和漏区分别位于所述栅极介电层和粘附层的两侧；

S04：在所述粘附层和层间介电层的上表面上沉积具有金属性质的第一过渡金属硫族化合物，通过光刻、刻蚀去除所述粘附层上表面的第一过渡金属硫族化合物，并进行掺杂形成位于栅极介电层和粘附层两侧的源漏区；

S05：在所述源漏区和粘附层上表面沉积钝化层，通过刻蚀工艺在所述粘附层上表面形成凹槽，并在凹槽中填充具有半导体性质的第二过渡金属硫族化合物，形成沟道层；其中，在沟道方向上以及水平面中垂直于沟道方向上，所述沟道层的长度大于所述栅极介电层和粘附层的长度；

S06：在所述源漏区上方的钝化层中形成源漏电极，用于将所述源漏区引出。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对于NMOS的源漏，所述步骤S04中掺杂元素为As、P、C中的一种或多种；对于PMOS的源漏，所述步骤S04中掺杂元素为B和/或Ge。