场效应晶体管和制造其的方法与流程

文档序号:29128019发布日期:2022-03-05 00:41阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种场效应晶体管,包括:衬底;在所述衬底上的源电极;与所述源电极分隔开的漏电极;在所述源电极和所述漏电极之间的沟道,所述沟道连接到所述源电极和所述漏电极,当在第一截面中看时,所述沟道具有中空闭合的截面结构,所述第一截面由在垂直于所述衬底的方向上跨过所述源电极和所述漏电极的平面形成;在所述沟道中的栅绝缘层;以及通过所述栅绝缘层与所述源电极和所述漏电极绝缘的栅电极。2.根据权利要求1所述的场效应晶体管,其中所述沟道中的至少一个包括二维半导体材料。3.根据权利要求2所述的场效应晶体管,其中所述二维半导体材料包括石墨烯、黑磷、磷烯或过渡金属二硫族化物。4.根据权利要求3所述的场效应晶体管,其中所述过渡金属二硫族化物包括金属元素和硫族元素,所述金属元素包括mo、w、nb、v、ta、ti、zr、hf、tc、re、cu、ga、in、sn、ge和pb中的一种,所述硫族元素包括s、se和te中的一种。5.根据权利要求2所述的场效应晶体管,其中所述二维半导体材料掺有导电掺杂剂。6.根据权利要求1所述的场效应晶体管,其中所述沟道直接接触所述源电极和所述漏电极。7.根据权利要求1所述的场效应晶体管,还包括:在彼此相邻的所述沟道之间的绝缘层。8.根据权利要求7所述的场效应晶体管,其中所述绝缘层跨越所述源电极和所述漏电极之间的区域。9.根据权利要求7所述的场效应晶体管,其中所述绝缘层包括低掺杂硅、sio2、al2o3、hfo2和si3n4中的至少一种。10.根据权利要求1所述的场效应晶体管,其中所述沟道在垂直于所述衬底的所述方向上彼此分隔开。11.根据权利要求1所述的场效应晶体管,其中在彼此相邻的所述沟道之间的区域是空的空间。12.根据权利要求1所述的场效应晶体管,其中所述沟道中的至少一个的片状部分的厚度为约10nm或更小。13.根据权利要求1所述的场效应晶体管,其中当在第二截面中看时,所述栅电极围绕所述沟道的所有侧面,所述第二截面由在垂直于所述衬底的所述方向上在所述源电极和所述漏电极之间的平面形成。14.根据权利要求1所述的场效应晶体管,其中当在第二截面中看时,所述沟道具有所述中空闭合的截面结构,所述第二截面由在垂直于所述衬底的所述方向上在所述源电极和所述漏电极之间的平面形成。15.根据权利要求1所述的场效应晶体管,其中当在所述第一截面中看时,所述栅电极在所述沟道内部。
16.一种制造场效应晶体管的方法,所述方法包括:在衬底上交替地堆叠牺牲层和绝缘层以提供堆叠结构;使用掩模图案化所述堆叠结构以提供图案化的堆叠结构;在所述图案化的堆叠结构的两侧形成源电极和漏电极;去除所述牺牲层,所述牺牲层的去除使所述绝缘层悬置在所述源电极和所述漏电极之间并在垂直于所述衬底的方向上彼此分隔开;通过在所述绝缘层上沉积沟道材料来形成沟道;在所述沟道上沉积栅绝缘层;以及在所述栅绝缘层上沉积栅电极。17.根据权利要求16所述的方法,其中所述沟道中的至少一个包括二维半导体材料。18.根据权利要求17所述的方法,其中所述二维半导体材料包括石墨烯、黑磷、磷烯或过渡金属二硫族化物。19.根据权利要求18所述的方法,其中所述过渡金属二硫族化物包括金属元素和硫族元素,所述金属元素包括mo、w、nb、v、ta、ti、zr、hf、tc、re、cu、ga、in、sn、ge和pb中的一种,所述硫族元素包括s、se和te中的一种。20.根据权利要求16所述的方法,其中所述沟道中的至少一个直接接触所述源电极和所述漏电极。21.根据权利要求16所述的方法,其中所述绝缘层跨越所述源电极和所述漏电极之间的区域。22.根据权利要求16所述的方法,其中所述绝缘层包括低掺杂硅、sio2、al2o3、hfo2和si3n4中的至少一种。23.根据权利要求16所述的方法,其中所述沟道在所述源电极和所述漏电极之间,所述沟道连接到所述源电极和所述漏电极,当在第一截面中看时,所述沟道具有中空闭合的截面结构,所述第一截面由在垂直于所述衬底的方向上跨过所述源电极和所述漏电极的平面形成。24.根据权利要求23所述的方法,其中所述沟道在垂直于所述衬底的所述方向上彼此分隔开。25.根据权利要求16所述的方法,其中当在第二截面中看时,所述栅电极围绕所述沟道的所有侧面,所述第二截面由在垂直于所述衬底的所述方向上在所述源电极和所述漏电极之间的平面形成。26.根据权利要求16所述的方法,其中当在第二截面中看时,所述沟道具有中空闭合的截面结构,所述第二截面由在垂直于所述衬底的所述方向上在所述源电极和所述漏电极之间的平面形成。27.一种制造场效应晶体管的方法,所述方法包括:在衬底上交替地堆叠牺牲层和栅电极以提供堆叠结构;使用掩模图案化所述堆叠结构以提供图案化的堆叠结构;在所述图案化的堆叠结构的两侧形成栅支撑电极,所述栅支撑电极连接到所述栅电
极;去除所述牺牲层,所述牺牲层的去除使所述栅电极悬置在所述栅支撑电极之间并在垂直于所述衬底的方向上彼此分隔开;在所述栅电极上沉积栅绝缘层;通过在所述栅绝缘层上沉积沟道材料来形成沟道;以及沉积源电极和漏电极,所述源电极和所述漏电极连接到所述沟道。28.根据权利要求27所述的方法,其中所述沟道中的至少一个包括二维半导体材料。29.根据权利要求27所述的方法,其中所述二维半导体材料包括石墨烯、黑磷、磷烯或过渡金属二硫族化物。30.根据权利要求29所述的方法,其中所述过渡金属二硫族化物包括金属元素和硫族元素,所述金属元素包括mo、w、nb、v、ta、ti、zr、hf、tc、re、cu、ga、in、sn、ge和pb中的一种,以及所述硫族元素包括s、se和te中的一种。31.根据权利要求27所述的方法,其中所述沟道中的至少一个直接接触所述源电极和所述漏电极。32.根据权利要求27所述的方法,还包括在所述沟道上的绝缘层。33.根据权利要求32所述的方法,其中所述绝缘层包括低掺杂硅、sio2、al2o3、hfo2和si3n4中的至少一种。34.根据权利要求27所述的方法,其中所述沟道在所述源电极和所述漏电极之间,所述沟道连接到所述源电极和所述漏电极,当在第一截面中看时,所述沟道具有中空闭合的截面结构,所述第一截面由在垂直于所述衬底的方向上跨过所述源电极和所述漏电极的平面形成。35.根据权利要求34所述的方法,其中所述沟道在垂直于所述衬底的所述方向上彼此分隔开。36.根据权利要求27所述的方法,其中当在第二截面中看时,所述栅电极围绕所述沟道的所有侧面,所述第二截面由在垂直于所述衬底的所述方向上在所述源电极和所述漏电极之间的平面形成。37.根据权利要求27所述的方法,其中当在第二截面中看时,所述沟道具有中空闭合的截面结构,所述第二截面由在垂直于所述衬底的所述方向上在所述源电极和所述漏电极之间的平面形成。38.一种场效应晶体管,包括:衬底;在所述衬底上的源电极;与所述源电极分隔开的漏电极;在所述源电极和所述漏电极之间在所述衬底上的栅电极;在所述源电极和所述漏电极之间在所述衬底上的多个沟道,所述多个沟道包括在垂直方向上彼此间隔开的第一沟道,每个所述第一沟道具有中空的截面;以及
连接到所述栅电极和所述多个沟道的栅绝缘层,所述栅绝缘层使所述栅电极与所述源电极、所述多个沟道和所述漏电极绝缘。

技术总结
公开了一种场效应晶体管和制造其的方法。该场效应晶体管包括在衬底上的源电极、与源电极分隔开的漏电极、连接在源电极和漏电极之间的沟道、栅绝缘层、以及栅电极。当在第一截面中看时,沟道可以具有中空闭合的截面结构,第一截面由在垂直于衬底的方向上跨过源电极和漏电极的平面形成。栅绝缘层可以在沟道中。栅电极可以通过栅绝缘层与源电极和漏电极绝缘。极可以通过栅绝缘层与源电极和漏电极绝缘。极可以通过栅绝缘层与源电极和漏电极绝缘。


技术研发人员:薛珉洙 李珉贤 权俊荣 申铉振 俞敏硕
受保护的技术使用者:三星电子株式会社
技术研发日:2021.09.06
技术公布日:2022/3/4
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