场效晶体管的制作方法

本发明实施例是关于使用二维材料的场效晶体管以及其制作方法，更具体是关于使用过渡金属二硫族化物(transitionmetaldichalcogenide,tmd)，特别是关于二硫化钼(mos2)的场效晶体管与其制作方法。

背景技术：

石墨烯作为二维材料(或二维拓扑材料)，已经成为在sub-10nm技术节点中应用于晶体管的可能材料。二维材料也就是由单层原子形成的单层材料。单层二维材料具有与组成原子的直径相同的厚度，或具有通常为零点几纳米到几纳米的厚度。由于它零能隙的特性，石墨烯晶体管的低开关比(on/offratio)限制了其实际应用。其他具有能隙的二维材料，例如过渡金属二硫族化物(transitionmetaldichalcogenide,tmd)，引起了晶体管应用的关注。然而，通常很难将tmd材料高度掺杂杂质。

技术实现要素：

根据本揭露的一态样，场效晶体管包含栅极介电层、形成于栅极介电层上的通道层以及栅极电极。通道层包含主体区，主体区具有第一侧边与相对于第一侧边的第二侧边，且主体区作为场效晶体管的通道。通道层还包含每个皆从主体区的第一侧边突出的第一指区域以及每个皆从主体区的第二侧边突出的第二指区域。源极电极覆盖第一指区域，而漏极电极覆盖第二指区域。

附图说明

当结合随附附图阅读时，自以下详细描述将很好地理解本揭露。应强调，根据工业中的标准实务，各特征并非按比例绘制且仅用于说明的目的。事实上，为了论述清晰的目的，可任意增加或减小特征的尺寸。

图1a与图1b绘示二硫化钼(mos2)的边缘结构，而图1c绘示锯齿型边缘结构与扶手椅形边缘结构之间的关系；

图2a绘示具有锯齿型边缘结构(zmos2-20)的二硫化钼纳米带的能带图模拟，而图2b绘示具有扶手椅型边缘结构(amos2-20)的二硫化钼纳米带的能带图模拟；

图3a是根据本揭露的一实施例例示性的绘示场效晶体管的二硫化钼层结构的示意图，而图3b是根据本揭露的一实施例例示性的绘示具有源极/漏极电极的二硫化钼层结构的示意图；

图4-6是根据本揭露的实施例例示性的绘示场效晶体管的二硫化钼层结构的平面图；

图7a与图7b例示性的绘示源极/漏极电极周围结构的示意图；

图8a-9c绘示根据本揭露的一个实施例的例示性的使用二硫化钼层的场效晶体管的依序的制造步骤示意图；

图10a-11c绘示根据本揭露的另一个实施例的例示性的使用二硫化钼层的场效晶体管的依序的制造步骤示意图；

图12a绘示根据本揭露的一个实施例的id-vg特性模拟，而图12b绘示一对照的示例的id-vg特性模拟；

图13a绘示根据本揭露的一个实施例的id-vd特性模拟，而图13b绘示一对照的示例的id-vd特性模拟；

图14a绘示根据本揭露的一个实施例的id-vg特性模拟，而图14b绘示一对照的示例的id-vg特性模拟；

图15a绘示根据本揭露的一个实施例的id-vg特性模拟，而图15b绘示一对照的示例的id-vg特性模拟；

图16a-16c绘示根据本揭露的实施例中栅极电极与漏极电极之间的距离lgd的影响。

具体实施方式

应了解到，以下揭露提供许多不同实施例，或示例，以建置所提供的标的物的不同特征。以下叙述的成份和排列方式的特定示例是为了简化本揭露。这些当然仅是做为示例，其目的不在构成限制。举例而言，第一特征形成在第二特征之上或上方的描述包含第一特征和第二特征有直接接触的实施例，也包含有其他特征形成在第一特征和第二特征之间，以致第一特征和第二特征没有直接接触的实施例。除此之外，本揭露在各种示例中会重复元件符号及/或字母。此重复的目的是为了简化和明确，并不表示所讨论的各种实施例及/或配置之间有任何关系。

再者，空间相对性用语，例如“下方(beneath)”、“在…之下(below)”、“低于(lower)”、“在…之上(above)”、“高于(upper)”等，是为了易于描述附图中所绘示的元素或特征和其他元素或特征的关系。空间相对性用语除了附图中所描绘的方向外，还包含装置在使用或操作时的不同方向。装置可以其他方式定向(旋转90度或在其他方向)，而本文所用的空间相对性描述也可以如此解读。另外，“由…制成(madeof)”可以与“包括(comprising)”或“由…构成(consistingof)”的意思相同。

在本揭露中，“2d”或“二维”并不一定用数学的意思使用，而且其具有使在石墨烯、过渡金属二硫族化物(transitionmetaldichalcogenide,tmd)或相似材料的技术领域具有通常知识者能够理解的意思。

图1a与图1b绘示二硫化钼(mos2)的边缘结构。众所周知具有不同的边缘结构的二维材料，例如石墨烯、tmd(包含二硫化钼(mos2)或二硫化钨(ws2))电性不同。其中一种边缘结构称为锯齿型边缘结构(zigzagedgestructure)，如图1a所示，而另一种边缘结构称为扶手椅形边缘结构(armchairedgestructure)，如图1b所示。在锯齿型边缘结构中，边缘垂直延伸至位于边缘处的原子键(atomicbond)，而载子(carrier)沿着此方向传递(参看图1a中的箭头)。在扶手椅型边缘结构中，边缘水平延伸至位于边缘处的原子键，而载子沿着此方向传递(参看图1b中的箭头)。

当二硫化钼层形成于纳米带(nano-ribbon)结构中时，位于边缘处的原子形成一能态(energystate)，而锯齿型边缘结构和扶手椅型边缘结构之间的能态不同。在本揭露的一些实施例中，纳米带结构指的是具有宽度等于或小于100nm的细长形状。在其他实施例中，纳米带结构具有等于或小于50nm的宽度。在一些实施例中，纳米带的长宽比(长度/宽度)为2或2以上。在另外一些实施例中，纳米带结构具有5或5以上的长宽比。

图1c绘示锯齿型边缘结构与扶手椅型边缘结构的关系。如图1c所示，锯齿型边缘方向与扶手椅型边缘方向的夹角为30°。

图2a绘示具有锯齿型边缘结构(zmos2-20)的二硫化钼纳米带的能带图模拟，而图2b绘示具有扶手椅型边缘结构(amos2-20)的二硫化钼纳米带的能带图模拟。为了分析各边缘结构的电态(electricalstate)，通过使用紧束缚近似法(tightbindingmethod)的模拟，计算各边缘结构的具有不同厚度的二硫化钼纳米带的e-k关系。在图2a中，纳米带的宽度设定为2.75nm，而在图2b中，纳米带的宽度设定为3.17nm。

如图2b所示，具有扶手椅型边缘结构的纳米带具有较窄的能带宽度的边缘态(edgestate)，产生一个能隙，也就是说，具有扶手椅型边缘结构的纳米带会有类似半导体的功能。相对地，如图2a所示，具有锯齿型边缘结构的纳米带具有横跨整个能隙的边缘态，也就是说，具有锯齿型边缘结构的纳米带会有类似金属的功能。

因为两边缘贡献载子传递，纳米带的能态可能会被纳米带的宽度影响。当纳米带的宽度减小时，主体态(bulkstate)的数量减少，但边缘态的数量维持不变。结果，边缘态的密度增加。因此，使用具有短周期结构的指矩阵(fingerarray)有利于增加总电流。越小的纳米带宽度且具有越多的指(finger)可以增加导电性。

基于前述的分析，本揭露的发明人将具有锯齿型边缘结构的二硫化钼纳米带作为场效晶体管(fieldeffecttransistor,fet)的源极与漏极，其依序与源极电极金属和漏极电极金属碰触。

根据本揭露的一实施例，图3a为例示性的绘示场效晶体管的二硫化钼层结构的示意图，而图3b例示性的绘示具有源极/漏极电极的二硫化钼层结构的示意图。

如图3a所示，二维层(例如二硫化钼层30)形成于介电层20上，而介电层20形成于基材10上。二硫化钼层30包括具有沿y方向延伸的第一侧边30-1与沿y方向延伸但与第一侧边30-1相对的第二侧边30-2的主体区30b。主体区30b为场效晶体管的通道。主体区30b为不含有任何切口或孔道的主体(bulk)，而且大致上为矩形。在某些实施例中，具有多个主体区。

二氧化钼层30包括第一指区域30fs(多个纳米带)与第二指区域30fd。第一指区域30fs中，每个纳米带皆从主体区的第一侧边30-1突出。而第二指区域30fd中，则每个纳米带皆从主体区的第二侧边30-2突出。每个第一指区域30fs与每个第二指区域30fd沿着x方向延伸，其对应于二硫化钼层30的锯齿型边缘方向zg。指结构可以称为梳结构(combstructure)，其中梳结构的齿(teeth)对应指区域。

如图3b所示，源极电极40s覆盖第一指区域30fs，而漏极电极40d覆盖第二指区域30fd。

在一些实施例中，介电层20作为栅极介电层的功用，而在这种情况下，基材10为导电材料(例如金属)，其作为栅极电极的功用。在其他实施例中，基材10为硅。

图4绘示例示性的二硫化钼层30的结构的平面图。如上所述，二硫化钼层30包含主体区30b、第一指区域(多个纳米带)30fs以及第二指区域30fd。每个第一指区域30fs与第二指区域30fd具有细长形状，例如大致为矩形，而且具有沿x方向延伸的长边与沿y方向延伸的短边，短边的长度较长边短。

在一些实施例中，每个第一指区域30fs与/或第二指区域30fd在y方向上的宽度w1介于约2nm至约50nm的范围之间。在其他实施例中，宽度w1介于约5nm至约30nm的范围之间。在一些实施例中，每个第一指区域30fs与第二指区域30fd在x方向上的长度l1介于宽度w1的两倍至约10μm的范围之间。在其他实施例中，长度l1介于约20nm至约200nm的范围之间。

如图4所示，第一指区域30fs与第二指区域30fd在y方向上彼此间隔开，并且形成线与空间(line-and-space)图案。间隔s1介于相邻的两个指区域之间，在一些实施例中，间隔s1介于约2nm至约100nm。在其他实施例中，间隔s1介于约5nm至约50nm。在一些实施例中，间隔对宽度的比例(s1/w1)介于约为1至约为5的范围内。而在其他实施例中，此比例介于约为1.5至约为2.5的范围内。

主体区30b大致为矩形的形状，其具有宽度w2与长度l2。宽度w2可以根据所需要的场效晶体管电流容量(currentcapacity)来决定，而长度l2可以根据所需要的场效晶体管速度(speed)来决定。在一些实施例中，宽度w2介于约100nm至约1μm的范围内，而长度l2介于约10nm至约500nm的范围内。值得注意的是，如果主体区30b的宽度w2变得太小，主体区30b会变成类金属(metal-like)，而不会如场效晶体管一样作用。在一些实施例中，长度l1对宽度w1的长宽比(l1/w1)至少为2。在其他实施例中，长宽比至少为5。长宽比的上限可以实际确定，可能高达1000。

指区域的数量可以不限制。在一些实施例中，第一指区域30fs(与第二指区域30fd)的数量为5-20。第一指区域30fs的数量可以等于第二指区域30fd的数量，或大于或小于第二指区域30fd的数量。

图5绘示根据本揭露的另一个实施例的例示性的二硫化钼层30结构的平面图。在图4中，指区域的宽度w1在x方向上大致为定值。在图5中，每个指区域的宽度w1会改变。

在一个实施例中，指区域31f的宽度w1随着与第一侧边30-1的距离增加而逐步减小。在另一个实施例中，指区域32f的宽度w1随着与第一侧边30-1的距离增加而逐步增加。在又一个实施例中，指区域33f的宽度w1随着与第一侧边30-1的距离增加而交替地逐步减小和增加。上述的逐步至少为1次。在图5的所有情况中，指区域的每段在x方向上的侧边皆平行于x方向，例如锯齿型边缘方向。

图6绘示根据本揭露的另一个实施例的例示性的二硫化钼层30结构的平面图。在图5中，每个指区域的宽度w1逐步改变。在图6中，每个指区域的宽度w1逐渐改变。

在一个实施例中，指区域34f的宽度w1随着与第一侧边30-1的距离增加而逐渐减小。在另一个实施例中，指区域35f的宽度w1随着与第一侧边30-1的距离增加而逐渐增加。在又一个实施例中，指区域36f的宽度w1随着与第一侧边30-1的距离增加，逐渐减小然后增加(这可以重复)。在另一个实施例中，指区域37f的宽度w1随着与第一侧边30-1的距离增加，逐渐增加然后减小(这可以重复)。

当每个指区域的宽度w1逐渐改变，指区域的长边与x方向(例如锯齿型方向)形成夹角，较小的角度θ由长边与x方向形成，其介于-10°与10°之间。如图1c所示，当此角度为30°，边缘结构变为扶手椅型边缘结构。

图7a与图7b绘示例示性的源极/漏极电极周围结构的示意图。图7b为对应于图7a的线y1-y1的剖面图。

源极电极40s覆盖第一指区域30fs。如图7b所示，源极电极40s覆盖第一指区域30fs的上表面与两个相对侧表面，如此一来源极电极40s直接接触每个第一指区域30fs的锯齿型边缘。漏极电极具有类似的结构。

图8a-9c绘示根据本揭露的一个实施例的例示性的使用二硫化钼层的场效晶体管的依序的制造步骤示意图。应了解到，在此方法的另外的实施例中，可以在图8a-9c所示的制程之前、之间与之后，增加额外的步骤，而以下所述的一些步骤可以置换或删除。步骤/制程的顺序可以互换。

如图8a所示，介电层20形成于基材10上。在一些实施例中，介电层20包含一或多层的二氧化硅(sio2)、氮化硅(sin)、氮氧化硅(sion)、氧化铝(al2o3)、二氧化铪(hfo2)或其他合适材料。在某些实施例中，介电层20包含锂(li)、铍(be)、镁(mg)、钙(ca)、锶(sr)、钪(sc)、钇(y)、锆(zr)、镧(la)、铈(ce)、镨(pr)、钕(nd)、钐(sm)、铕(eu)、钆(gd)、铽(tb)、镝(dy)、钬(ho)、铒(er)、铥(tm)、镱(yb)、镏(lu)与/或其混合物的氧化物。介电层20可以通过化学气相沉积(chemicalvapordeposition,cvd)、物理气相沉积(physicalvapordeposition,pvd)或原子层沉积(atomiclayerdeposition,ald)形成。在一些实施例中，介电层20的厚度介于约10nm至约1000nm的范围内。基材10可以为任何能够支撑场效晶体管的材料。在一个实施例中，导电材料(例如金属)或半导体材料(例如硅)可以用作为基材10。

在一些实施例中，当形成背栅极型场效晶体管(back-gatetypefet)时，基材10由导电材料制成，而介电层20则由选自二氧化硅、二氧化铪与氧化铝中一种或多种制成。在一些实施例中，背栅极型场效晶体管的介电层20的厚度介于约2nm至约20nm。

接着，如图8b所示，二硫化钼层30形成于介电层20上。二硫化钼层30可以为单层或多层。二硫化钼层30的数量没有限制。在一些实施例中，二硫化钼层30的数量介于1至200之间。在其他实施例中，二硫化钼层的数量介于10至100之间。

二硫化钼层30可以通过cvd形成。在cvd制程中，三氧化钼(moo3)与硫(s)粉末用作为源材料(sourcematerial)，再将粉末置于反应室加热。反应室在氮气环境中加热至600-700℃。在这个加热环境中，三氧化钼粉末被硫蒸气还原，生成挥发性次氧化物(suboxide)moo3-x。此次氧化合物扩散到基材上，并且与硫蒸气反应，生成二硫化钼层30于介电层20上，而此介电层20形成于基材10上。通过调整反应时间或载体气体(例如氮气)的流量，可以控制二硫化钼层30的数量。

在形成二硫化钼层30后，二硫化钼层30的晶体取向确认为锯齿型边缘方向。二硫化钼层30的取向可以通过测量二硫化钼层30的导热系数或电导率来确认。室温下，具有扶手椅型边缘结构的纳米带的导热系数相较于具有锯齿型边缘结构的纳米带低约25％。具有锯齿型边缘结构的纳米带的电导率也比具有扶手椅型边缘结构的纳米带高。二硫化钼层30的取向也可以通过x-光绕射(x-raydiffraction,xrd)确认。

如图8c所示，在确认锯齿型边缘方向之后，执行图案化步骤以形成指区域，此图案化步骤包含微影(lithography)和蚀刻(etching)。图案化二硫化钼层30，使得指区域30fs与30fd沿锯齿型边缘方向延伸。微影可以包含光学微影、电子束微影或x-光微影。主体区30b会成为场效晶体管的通道。

如图9a所示，在图案化指区域后，形成源极电极40s与漏极电极40d。金属材料毯覆层(blanketlayer)形成于二硫化钼层30之上，并且执行图案化步骤以定义源极电极40s与漏极电极40d，此图案化步骤包含微影和蚀刻。金属层可以由pvd、溅镀(sputtering)、cvd或其他合适的膜形成方法形成。

源极与漏极电极的金属材料的功函数比二硫化钼的电子亲和力大。在一些实施例中，选自铝(al)、钛(ti)、镍(ni)和金(au)中一种或多种用于源极与漏极电极。这些金属可以与具有锯齿型边缘结构的纳米带形成欧姆接触(ohmiccontact)。

之后，如图9b所示，栅极介电层50形成于二硫化钼层30的主体区30b上。在一些实施例中，栅极介电层50由选自二氧化硅、二氧化铪与氧化铝中一种或多种制成。在某些实施例中，栅极介电层50包含锂(li)、铍(be)、镁(mg)、钙(ca)、锶(sr)、钪(sc)、钇(y)、锆(zr)、镧(la)、铈(ce)、镨(pr)、钕(nd)、钐(sm)、铕(eu)、钆(gd)、铽(tb)、镝(dy)、钬(ho)、铒(er)、铥(tm)、镱(yb)、镏(lu)与/或其混合物的氧化物。栅极介电层50的介电材料毯覆层(blanketlayer)通过cvd、pvd或ald形成，并且执行图案化步骤以得到栅极介电层50于主体区30b上。在一些实施例中，栅极介电层50的厚度介于约2nm至约20nm。

此外，如图9c所示，栅极电极60形成于栅极介电层50上。栅极电极60可以为导电材料，例如金属(如铝、钛、镍与/或金)以及多晶硅(polysilicon)。

在某些实施例中，在如图8c形成指区域后，形成栅极介电层50，而后栅极电极60、源极电极40s与漏极电极40d通过一个膜形成步骤与一个图案化步骤同时形成。此外，在其他实施例中，在如图8b形成二硫化钼层30后，形成栅极介电层50，而后图案化指区域，接着形成源极电极40s与漏极电极40d与栅极电极60。

在背栅极型场效晶体管的情况下，不会形成栅极介电层50与栅极电极60(上栅极)。

图10a-11c绘示根据本揭露的另一个实施例的例示性的使用二硫化钼层的场效晶体管的依序的制造步骤示意图。应了解到，在此方法的另外的实施例中，可以在图10a-11c所示的制程之前、之间与之后，增加额外的步骤，而以下所述的一些步骤可以置换或删除。步骤/制程的顺序可以互换。上述对应图8a-9c的制程、材料与/或配置可以应用于以下实施例。

在图10a-11c的实施例中，描述了双栅极(背栅极(backgate)与前栅极(frontgate))场效晶体管的制造方法。

如图10a所示，导电层15作为背栅极电极，其形成于基材10上。导电层15包含一或多层金属，例如铝(al)、铜(cu)、镍(ni)、钛(ti)、氮化钛(tin)或钨(w)或多晶硅。另外，背栅极介电层25形成于导电层15上。在一些实施例中，背栅极介电层25由选自二氧化硅、二氧化铪与氧化铝中一种或多种制成。在某些实施例中，背栅极介电层25包含锂(li)、铍(be)、镁(mg)、钙(ca)、锶(sr)、钪(sc)、钇(y)、锆(zr)、镧(la)、铈(ce)、镨(pr)、钕(nd)、钐(sm)、铕(eu)、钆(gd)、铽(tb)、镝(dy)、钬(ho)、铒(er)、铥(tm)、镱(yb)、镏(lu)与/或其混合物的氧化物。在一些实施例中，背栅极介电层25的厚度介于约2nm至约20nm。

接着，如图10b所示，类似于图8b，二硫化钼层30形成于背栅极介电层25上。在形成二硫化钼层30后，二硫化钼层30的晶体取向确认为锯齿型边缘方向。

如图10c所示，类似于图8c，在确认锯齿型边缘方向后，执行图案化步骤以形成指区域，此图案化步骤包含微影(lithography)和蚀刻(etching)。

如图11a所示，类似于图9a，在图案化指区域30fs与30fd后，形成源极电极40s与漏极电极40d。

接着，如图11b所示，前栅极介电层55形成于二硫化钼层30的主体区30b上。前栅极介电层55由选自二氧化硅、二氧化铪与氧化铝中一种或多种制成，而且使用类似栅极介电层50的制程形成。在一些实施例中，前栅极介电层55的厚度介于约2nm至约20nm。

此外，如图11c所示，类似于图9c，前栅极电极65形成于前栅极介电层55上。前栅极电极65可以是导电材料，例如金属(如铝、钛、镍与/或金)与多晶硅。

在某些实施例中，在如图10c形成指区域之后，形成前栅极介电层55，而后前栅极电极65、源极电极40s与漏极电极40d通过一个膜形成步骤与一个图案化步骤同时形成。此外，在其他实施例中，在如图10b形成二硫化钼层30之后，形成前栅极介电层55，接着图案化指区域，再形成源极电极40s与漏极电极40d与前栅极电极65。

图12a绘示模拟在源极与漏极具有指区域的二硫化钼场效晶体管的id-vg特性(纳米带-源极/漏极场效晶体管)，而图12b绘示模拟在源极与漏极不具有指区域(如主体(bulk))的二硫化钼场效晶体管的id-vg特性(主体-源极/漏极场效晶体管)。在图12a与图12b中，假设栅极介电层为二氧化硅。如图12a与图12b所示，纳米带-源极/漏极场效晶体管显现出色的id-vg特性。

图13a绘示模拟在源极与漏极具有指区域的二硫化钼场效晶体管的id-vd特性，而图13b绘示模拟在源极与漏极不具有指区域(如主体)的二硫化钼场效晶体管的id-vd特性(主体-源极/漏极场效晶体管)。在图13a与图13b中，假设栅极介电层为二氧化硅。如图13a与图13b所示，纳米带-源极/漏极场效晶体管显现出色的id-vd特性。尤其，在主体-源极/漏极场效晶体管中，因为主体二硫化钼的源极和漏极与金属电极的源极和漏极之间的萧特基接触(schottkycontact)的缘故，接触电阻上升而id-vd特性降低。

图14a绘示模拟在源极与漏极具有指区域的二硫化钼元件的id-vg特性(纳米带元件)，而图14b绘示模拟在源极与漏极不具有指区域(如主体)的二硫化钼元件的id-vg特性(主体元件)。

如图14a所示，在负栅极电压下，纳米带元件显现双极(bipolar)特性。因此，n型金氧半场效晶体管(n-typemetal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor,n-mos)与p型金氧半场效晶体管(p-typemetal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor,p-mos)可以具有相同结构。通过使用高介电栅极介电层(high-kgatedielectriclayer)(例如二氧化铪)并调整能隙(例如更多层的二硫化钼)，元件的效能可以更进一步改善。

图15a绘示模拟在源极与漏极具有指区域的二硫化钼元件的id-vg特性(纳米带元件)，而图15b绘示模拟在源极与漏极不具有指区域(如主体)的二硫化钼元件的id-vg特性(主体元件)。

在图15a与图15b中，调整了金属栅极的功函数调整层。如图15b所示，通过调整金属功函数，可以使具有较小能隙(约1.2ev)的主体二硫化钼元件成为双极元件。然而，在同样的金属功函数下，相较于图15a，主体二硫化钼元件的效能比起纳米带元件还是比较差。

图16a-16c绘示栅极电极与具有高介电栅极介电材料的漏极电极之间的距离lgd的影响。如图16a所示，距离lgd为栅极电极60(或前栅极电极65)与漏极电极40d之间的距离。图16b绘示模拟二硫化钼纳米带-源极/漏极场效晶体管在lgd为2nm且通道长度lc为200nm时的id-vg特性，而图16c绘示模拟二硫化钼纳米带-源极/漏极场效晶体管在lgd为20nm且通道长度lc为200nm时的id-vg特性。

如图16b与图16c所示，当lgd变大，则id-vg特性变差。尤其，当lgd约为40nm或更大，场效晶体管的特性显著的变差。

此外，在背栅极场效晶体管(双栅极场效晶体管)的情况下，背栅极电极65在x方向的宽度比通道长度lc大，通道长度lc为源极电极与漏极电极之间的距离。

在此描述的各种实施例或示例提供一些优于已知技术的优点。举例来说，在本揭露中，通过使用二硫化钼层纳米带(指区域)作为场效晶体管的源极与漏极，可以改善场效晶体管的效能。尤其，通过使用具有锯齿型边缘结构的纳米带作为源极与漏极，可以使源极和漏极与源极电极和漏极电极之间有良好的欧姆接触。

应了解到，并不是所有的优点都在本文中被讨论，对于所有实施例或示例，不需要特别的优点，而且其它实施例或示例可以提供不同的优点。

根据本揭露的一态样，场效晶体管包含栅极介电层、形成于栅极介电层上的通道层以及栅极电极。通道层包含主体区，主体区具有第一侧边与相对于第一侧边的第二侧边，且主体区作为场效晶体管的通道。通道层还包含每个皆从主体区的第一侧边突出的第一指区域以及每个皆从主体区的第二侧边突出的第二指区域。源极电极覆盖第一指区域，而漏极电极覆盖第二指区域。

根据本揭露的一实施例，通道层为单层或多层的二硫化钼。每个第一指区域与每个第二指区域沿着第一方向延伸。第一方向对应于二硫化钼的锯齿型边缘结构，其垂直延伸于边缘处的原子键。

根据本揭露的一实施例，每个第一指区域在第二方向上的宽度介于5nm至30nm之间，其中第二方向垂直于第一方向。

根据本揭露的一实施例，每个第一指区域在第一方向上的长度介于两倍宽度至10μm之间。

根据本揭露的一实施例，第一指区域在第二方向上彼此间隔开，其中第二方向垂直于第一方向。相邻两第一指区域的间隔介于5nm至50nm。

根据本揭露的一实施例，第一指区域在第一方向上的长对第一指区域在第二方向上的宽的长宽比至少为2，其中第二方向垂直于第一方向。

根据本揭露的一实施例，每个第一指区域具有长边以及较长边短的短边。长边与第一方向形成的较小的夹角介于-10°至10°之间。

根据本揭露的一实施例，二硫化钼层包含多层二维二硫化钼层。

根据本揭露的一实施例，每个第一指区域在第二方向上的宽度会改变，其中第二方向垂直于第一方向。

根据本揭露的另一态样，场效晶体管包含第一栅极介电层、二维形成于第一栅极介电层上并与其接触的二硫化钼层、第一栅极电极以及源极电极与漏极电极。二硫化钼层包含主体区，主体区具有第一侧边与相对于第一侧边的第二侧边，且主体区作为场效晶体管的通道。二硫化钼层还包含每个皆从主体区的第一侧边突出的第一指区域以及每个皆从主体区的第二侧边突出的第二指区域。源极电极覆盖第一指区域，而漏极电极覆盖第二指区域。每个第一指区域与每个第二指区域沿第一方向延伸。第一方向对应于二硫化钼层的锯齿型边缘结构。

根据本揭露的一实施例，第二栅极介电层形成以使二硫化钼层的主体区介于第一栅极介电层与第二栅极介电层之间。第二栅极电极形成以使第二栅极介电层介于二硫化钼层的主体区与第二栅极电极之间。

根据本揭露的一实施例，二硫化钼层位于介电层上。

根据本揭露的一实施例，第一栅极介电层、二硫化钼层、第一栅极电极以及源极与漏极电极位于介电层的同侧。

根据本揭露的一实施例，第一栅极电极与漏极电极之间的间隔小于40nm。

根据本揭露的一实施例，第一栅极介电层与第一栅极电极位于介电层上的一侧，而二硫化钼层、源极与漏极电极位于介电层上的相对的另一侧。

根据本揭露的一实施例，第一栅极电极在第一方向上的宽度比源极电极与漏极电极之间的间隔宽。

根据本揭露的一实施例，第一栅极介电层包含二氧化硅、氧化铝与二氧化铪中至少一种。

根据本揭露的一实施例，源极与漏极电极由功函数大于二硫化钼的电子亲和力的金属制成。

根据本揭露的另一态样，在制造场效晶体管的方法中，二硫化钼层以二维的方式形成。图案化二硫化钼层以使其包含主体区，主体区具有第一侧边与相对于第一侧边的第二侧边，二硫化钼层还包含每个皆从主体区的第一侧边突出的第一指区域以及每个皆从主体区的第二侧边突出的第二指区域。形成源极电极与漏极电极，而且源极电极覆盖第一指区域，漏极电极覆盖第二指区域。每个第一指区域与每个第二指区域沿第一方向延伸。第一方向对应于二硫化钼层的锯齿型边缘结构。

根据本揭露的一实施例，在图案化二硫化钼层之前，确认二硫化钼层的晶体取向。

上文概述若干实施例或示例的特征，使得熟悉此项技术者可更好地理解本揭露的态样。熟悉此项技术者应了解，可轻易使用本揭露作为基础来设计或修改其他制程及结构，以便实施本文所介绍的实施例的相同目的及/或实现相同优点。熟悉此项技术者亦应认识到，此类等效结构并未脱离本揭露的精神及范畴，且可在不脱离本揭露的精神及范畴的情况下产生本文的各种变化、替代及更改。