[发明专利]基于铁电栅介质的负电容二硫化钼晶体管及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于铁电栅介质的负电容二硫化钼晶体管及其制备方法，包括在SiO2衬底表面生长MoS2薄膜；在MoS2薄膜表面依次生长第一High‑K层、第一TiN层、铁电薄膜层、第二TiN层、第二High‑K层作为栅介质层；在栅介质层上生长第三TiN层、Ti/Au金属层，作为栅电极；在MoS2薄膜层上生长两Al金属，作为源电极和漏电极。本发明以TiN层包裹铁电栅介质薄膜层，金属TiN将铁电栅介质薄膜极化翻转产生的附加电场再平衡，均匀施加到MoS2薄膜层上，避免沟道中各点MoS2反型情况不同导致器件开启缓慢、亚阈值较大等情况，同时也避免High‑K层在点场强较大时，易出现点击穿的情况。

主权项

一种基于铁电栅介质的负电容二硫化钼晶体管的制备方法，其特征在于：S1：在SiO2衬底表面生长一二维材料薄膜；S2：光刻定义二维材料薄膜的有源区域，并将其他区域的二维材料薄膜刻蚀掉；S3:在二维材料薄膜表面生长第一High‑K层；S4：在第一High‑K层表面生长第一TiN层；S5：在第一TiN层表面生长一铁电栅介质薄膜层；S6：在铁电栅介质薄膜层表面生长第二TiN层；S7：在第二TiN层表面生长第二High‑K层；S8：在第二High‑K层表面生长第三TiN层；S9：进行光刻，定义栅极金属区域，并剥离出栅电极；S10：对金属栅极进行光刻保护，刻蚀掉非栅极区域的介质层，并漏出二维材料薄膜的源漏接触区域；S11：光刻定义器件的源漏极区域，形成源电极和漏电极。