本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種垂直mosfet及其制造方法。

背景技術(shù)：

為了提高集成度，小尺寸是半導(dǎo)體器件的主要發(fā)展方向之一。然而常規(guī)mos器件已經(jīng)接近微縮的極限。目前推動(dòng)器件進(jìn)一步微縮主要從以下兩方面入手：一是，改善器件的結(jié)構(gòu)，如納米線等；二是，改變溝道材料，如鍺、三五族或采用二維材料，其中，二維材料由于沒有懸掛鍵可以制備較好的界面以及較薄的厚度，能極好的控制短溝道效應(yīng)而逐漸受到人們的重視。

但是，目前二維材料器件的集成密度較差，不利于大規(guī)模應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明通過提供一種垂直mosfet及其制造方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中二維材料器件的集成密度較差，不利于大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)問題。

一方面，為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：

一種垂直mosfet的制造方法，包括：

形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層；

在所述絕緣介質(zhì)層的臺(tái)階側(cè)壁形成柵極側(cè)墻，并沉積柵介質(zhì)層；

在所述柵介質(zhì)層上沉積二維材料層形成溝道區(qū)；

在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述溝道區(qū)連接的源極和漏極。

可選的，所述形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層，包括：沉積絕緣介質(zhì)層；光刻所述絕緣介質(zhì)層形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)。

可選的，所述形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層，包括：依次沉積第一絕緣介質(zhì)層和第二絕緣介質(zhì)層；以所述第一絕緣介質(zhì)層作為刻蝕停止層，光刻所述第二絕緣介質(zhì)層形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)，其中，所述第一隔離介質(zhì)與所述第二隔離介質(zhì)為不同材料。

可選的，所述形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層，包括：依次沉積第一絕緣介質(zhì)層、薄層材料和第二絕緣介質(zhì)層；以所述薄層材料作為刻蝕停止層，光刻所述第二絕緣介質(zhì)層形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)，其中，所述第一絕緣介質(zhì)與所述第二絕緣介質(zhì)為不同材料或相同材料。

可選的，所述絕緣介質(zhì)為sin、si3n4、sio2或sico。

可選的，所述二維材料層的摻雜類型與所述漏極的摻雜類型不相同。

可選的，所述在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述溝道區(qū)連接的源極和漏極，包括：采用lift-off工藝，在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述溝道區(qū)連接的源極和漏極。

可選的，所述在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述溝道區(qū)連接的源極和漏極，包括：在所述臺(tái)階側(cè)壁區(qū)域沉積光刻膠；在所述二維材料層和所述光刻膠上沉積源、漏極材料；去除所述光刻膠，以在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述二維材料層接觸連接的源極和漏極。

另一方面，提供一種垂直mosfet的制造方法，包括：

形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層；

在所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)上沉積二維材料層形成溝道區(qū)；

在所述二維材料層的臺(tái)階側(cè)壁依次沉積柵介質(zhì)層和柵極側(cè)墻；

在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述溝道區(qū)連接的源極和漏極。

可選的，所述形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層，包括：沉積絕緣介質(zhì)層；光刻所述絕緣介質(zhì)層形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)。

可選的，所述形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層，包括：依次沉積第一絕緣介質(zhì)層和第二絕緣介質(zhì)層；以所述第一絕緣介質(zhì)層作為刻蝕停止層，光刻所述第二絕緣介質(zhì)層形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)，其中，所述第一隔離介質(zhì)與所述第二隔離介質(zhì)為不同材料。

可選的，所述形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層，包括：依次沉積第一絕緣介質(zhì)層、薄層材料和第二絕緣介質(zhì)層；以所述薄層材料作為刻蝕停止層，光刻所述第二絕緣介質(zhì)層形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)，其中，所述第一絕緣介質(zhì)與所述第二絕緣介質(zhì)為不同材料或相同材料。

可選的，所述絕緣介質(zhì)為sin、si3n4、sio2或sico。

可選的，所述二維材料層的摻雜類型與所述漏極的摻雜類型不相同。

可選的，所述在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述溝道區(qū)連接的源極和漏極，包括：采用lift-off工藝，在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述溝道區(qū)連接的源極和漏極。

可選的，所述在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述溝道區(qū)連接的源極和漏極，包括：在所述臺(tái)階側(cè)壁區(qū)域沉積光刻膠；在所述二維材料層和所述光刻膠上沉積源、漏極材料；去除所述光刻膠，以在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述二維材料層接觸連接的源極和漏極。

再一方面，提供一種垂直mosfet，包括：

臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層；

位于所述絕緣介質(zhì)層的臺(tái)階側(cè)壁的柵極，所述柵極包括柵極側(cè)墻和柵介質(zhì)層；

位于所述柵介質(zhì)層上的二維材料層，作為所述垂直mosfet的溝道區(qū)；

分別位于所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)的源極和漏極，所述源極和所述漏極與所述二維材料層接觸連接的。

可選的，所述絕緣介質(zhì)層為單一材料的介質(zhì)層。

可選的，所述絕緣介質(zhì)層包括：第一絕緣介質(zhì)層和第二絕緣介質(zhì)層；所述第一絕緣介質(zhì)層為所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的底層，所述第二絕緣介質(zhì)層為所述臺(tái)階側(cè)壁和臺(tái)階頂層；其中，所述第一絕緣介質(zhì)和所述第二絕緣介質(zhì)為不同材料。

可選的，所述絕緣介質(zhì)層包括：第一絕緣介質(zhì)層、薄層材料和第二絕緣介質(zhì)層；所述第一絕緣介質(zhì)層和所述薄層材料為所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的底層，所述第二絕緣介質(zhì)層為所述臺(tái)階側(cè)壁和臺(tái)階頂層；其中，所述第一絕緣介質(zhì)與所述第二絕緣介質(zhì)為不同材料或相同材料。

可選的，所述絕緣介質(zhì)為sin、si3n4、sio2或sico。

可選的，所述二維材料層的摻雜類型與所述漏極的摻雜類型不相同。

可選的，所述源極和所述漏極為，采用lift-off工藝，在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成的與所述溝道區(qū)連接的源極和漏極。

可選的，所述柵極側(cè)墻形成于所述絕緣介質(zhì)層的所述臺(tái)階側(cè)壁；所述柵介質(zhì)層覆蓋于所述柵極側(cè)墻上，以隔離所述柵極側(cè)墻和所述二維材料層；所述二維材料層覆蓋于所述柵介質(zhì)層上。

可選的，所述二維材料層覆蓋于所述絕緣介質(zhì)層上；所述柵介質(zhì)層覆蓋于所述二維材料層上；所述柵極側(cè)墻形成于所述柵介質(zhì)層的所述臺(tái)階側(cè)壁。

本申請(qǐng)實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

本申請(qǐng)實(shí)施例提供的垂直mosfet及其制造方法，設(shè)置絕緣介質(zhì)層為臺(tái)階結(jié)構(gòu)，并在臺(tái)階處設(shè)置柵和二維材料溝道，使得二維材料制備的溝道的溝道方向?yàn)樨Q直方向，也即溝道長(zhǎng)度由臺(tái)階結(jié)構(gòu)的高度決定。在相同柵極寬度的前提下，可以制備不同柵長(zhǎng)的器件，不會(huì)因?yàn)闁砰L(zhǎng)要求導(dǎo)致器件整體增長(zhǎng)，能大大提高mosfet器件的集成密度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例中垂直mosfet的制造方法的流程圖一；

圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例中制造垂直mosfet的工藝流程圖一；

圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例中制造垂直mosfet的工藝流程圖二；

圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例中制造垂直mosfet的工藝流程圖三；

圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例中制造垂直mosfet的工藝流程圖四；

圖6為本申請(qǐng)實(shí)施例中制造垂直mosfet的工藝流程圖五；

圖7為本申請(qǐng)實(shí)施例中制造垂直mosfet的工藝流程圖六；

圖8為本申請(qǐng)實(shí)施例中垂直mosfet的制造方法的流程圖二；

圖9為本申請(qǐng)實(shí)施例中制造垂直mosfet的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本申請(qǐng)實(shí)施例通過提供一種垂直mosfet及其制造方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中二維材料器件的集成密度較差，不利于大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)問題。實(shí)現(xiàn)了大大提高mosfet器件的集成密度的技術(shù)效果。

為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)實(shí)施例提供技術(shù)方案的總體思路如下：

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N垂直mosfet的制造方法，包括：

形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層；

在所述絕緣介質(zhì)層的臺(tái)階側(cè)壁形成柵極側(cè)墻，并沉積柵介質(zhì)層；

在所述柵介質(zhì)層上沉積二維材料層形成溝道區(qū)；

在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述溝道區(qū)連接的源極和漏極。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供的垂直mosfet及其制造方法，設(shè)置絕緣介質(zhì)層為臺(tái)階結(jié)構(gòu)，并在臺(tái)階處設(shè)置柵和二維材料溝道，使得二維材料制備的溝道的溝道方向?yàn)樨Q直方向，也即溝道長(zhǎng)度由臺(tái)階結(jié)構(gòu)的高度決定。在相同柵極寬度的前提下，可以制備不同柵長(zhǎng)的器件，不會(huì)因?yàn)闁砰L(zhǎng)要求導(dǎo)致器件整體增長(zhǎng)，能大大提高mosfet器件的集成密度。

為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明實(shí)施例以及實(shí)施例中的具體特征是對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的詳細(xì)的說明，而不是對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的限定，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)實(shí)施例以及實(shí)施例中的技術(shù)特征可以相互組合。

實(shí)施例一

在本實(shí)施例中，提供了一種垂直mosfet的制造方法，如圖1所示，所述方法包括：

步驟s101，形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層；

步驟s102，在所述絕緣介質(zhì)層的臺(tái)階側(cè)壁形成柵極側(cè)墻，并沉積柵介質(zhì)層；

步驟s103，在所述柵介質(zhì)層上沉積二維材料層形成溝道區(qū)；

步驟s104，在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述溝道區(qū)連接的源極和漏極。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述絕緣介質(zhì)層可以為sin、si3n4、sio2或sico等，在此不作限制。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述二維材料是指電子僅可在兩個(gè)維度的非納米尺度上自由運(yùn)動(dòng)的材料，如納米薄膜、超晶格、量子阱、石墨烯、氮化硼或二硫化鉬等。

下面，結(jié)合圖1-7來詳細(xì)介紹本申請(qǐng)?zhí)峁┓椒ǖ脑敿?xì)步驟，其中，圖2-圖7依次為制造mosfet的過程中由先至后的工藝步驟圖：

首先，執(zhí)行步驟s101，如圖2所示，形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層。

在具體實(shí)施過程中，所述絕緣介質(zhì)層1的厚度k大約為260nm-300nm。所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的臺(tái)階高度h由需要制備的mosfet器件的溝道長(zhǎng)度決定。當(dāng)然，在具體實(shí)施過程中，各層厚度不限于上述范圍，可以成比例增加或減少。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，制備所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層1的方法，至少包括以下三種：

第一種，由單一絕緣介質(zhì)制備。

即所述形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層，包括：

沉積絕緣介質(zhì)層；

光刻所述絕緣介質(zhì)層形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)。

具體來講，如圖2所示，即通過先沉積某種單一絕緣材料，再對(duì)沉積的材料進(jìn)行光刻并刻蝕形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)，在具體實(shí)施過程中，可以選擇干法或濕法刻蝕，在此不作限制。

第二種，由兩種絕緣介質(zhì)制備。

即所述形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層，包括：

依次沉積第一絕緣介質(zhì)層和第二絕緣介質(zhì)層；

以所述第一絕緣介質(zhì)層作為刻蝕停止層，光刻所述第二絕緣介質(zhì)層形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)，其中，所述第一隔離介質(zhì)與所述第二隔離介質(zhì)為不同材料。

具體來講，即可以先沉積某種絕緣材料，再沉積另外一種絕緣材料，然后對(duì)后沉積的絕緣材料進(jìn)行光刻和刻蝕形成臺(tái)階。該方法的好處是可以以兩種絕緣材料的界面作為刻蝕停止層，從而增加刻蝕的臺(tái)階結(jié)構(gòu)的陡直程度。

第三種，增加薄層材料。

即所述形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層，包括：

依次沉積第一絕緣介質(zhì)層、薄層材料和第二絕緣介質(zhì)層；

以所述薄層材料作為刻蝕停止層，光刻所述第二絕緣介質(zhì)層形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)，其中，所述第一絕緣介質(zhì)與所述第二絕緣介質(zhì)為不同材料或相同材料。

具體來講，可以先沉積某種絕緣材料，再沉積一層薄層材料作為刻蝕停止層，然后再沉積絕緣材料。通過對(duì)后沉積的絕緣材料的光刻和刻蝕形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)。該方法由于以薄層材料作為刻蝕停止層，也能增加刻蝕的臺(tái)階結(jié)構(gòu)的陡直程度。所述薄層材料的材質(zhì)不限，能作為刻蝕停止層的即可。

當(dāng)然，在具體實(shí)施過程中，形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層的方法，不限于以上三種，根據(jù)工藝需要不同可以選擇不同的方法，在此不作限制。

然后，執(zhí)行步驟s102，如圖3所示，在所述絕緣介質(zhì)層1的臺(tái)階側(cè)壁形成柵極側(cè)墻2，并沉積柵介質(zhì)層3。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述柵極側(cè)墻2即柵極材料，可以為多晶硅或金屬，在此不作限制。所述柵介質(zhì)層3可以為hfo2、hfzro、al2o3或zro2等，在此也不作限制。

具體來講，所述柵極側(cè)墻2位于臺(tái)階處，柵極長(zhǎng)度為所述臺(tái)階的高度h。柵寬由器件設(shè)計(jì)性能決定。

然后，執(zhí)行步驟s103，如圖4所示，在所述柵介質(zhì)層3上沉積二維材料層4形成溝道區(qū)。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述溝道區(qū)的長(zhǎng)度為所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的臺(tái)階高度h，溝道傳輸方向?yàn)檠嘏_(tái)階為垂直于襯底的豎直方向401。

具體來講，由于mosfet器件的溝道區(qū)與源、漏區(qū)為不同摻雜類型，所以可以設(shè)置二維材料層4為n型摻雜，源區(qū)和漏區(qū)為p型摻雜；還可以設(shè)置所述二維材料層4為p型摻雜，源區(qū)和漏區(qū)為n型摻雜，在此不作限制。

再下來，執(zhí)行步驟s104，如圖5-7所示，在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述溝道區(qū)連接的源極5和漏極6。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述溝道區(qū)連接的源極5和漏極6，包括：

采用剝離(lift-off)工藝，在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述溝道區(qū)連接的源極和漏極。

具體來講，lift-off工藝的基本原理是首先在襯底上涂膠并光刻，然后再制備金屬薄膜，在有光刻膠的地方，金屬薄膜形成在光刻膠上，而沒有光刻膠的地方，金屬薄膜就直接形成在襯底上。當(dāng)使用溶劑去除襯底上的光刻膠時(shí)，不需要的金屬就隨著光刻膠的溶解而脫落在溶劑中，而直接形成在襯底上的金屬部分則保留下來形成圖形。在具體應(yīng)用中也可以用半導(dǎo)體材料替代所述金屬薄膜。

具體來講，如圖5所示在所述臺(tái)階側(cè)壁區(qū)域沉積光刻膠7；然后，如圖6所示在所述二維材料層4和所述光刻膠7上沉積源、漏極材料8；再下來，去除所述光刻膠7，以去除掉光刻膠7上的源、漏極材料8，保留所述二維材料層4上的源、漏極材料8，從而在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述二維材料層4接觸連接的源極5和漏極6。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，可以是通過常規(guī)的摻雜方法對(duì)源極5和漏極6同時(shí)進(jìn)行p型摻雜或者同時(shí)進(jìn)行n型摻雜。摻雜方式可以為離子注入或者等離子體處理等。具體來講，所述源極5和所述漏極6的摻雜類型相同，所述漏極6的摻雜類型與其接觸的所述二維材料層4的摻雜類型不相同。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，也可以不對(duì)源極5和漏極6進(jìn)行摻雜，通過金屬源極5和金屬漏極6與二維材料層接觸形成肖特基結(jié)從而形成源漏極。所述金屬材料可以為w、al、cu或tial，在此不作限制。

在具體實(shí)施過程中，圖7中的漏極6和源極5的位置可以互換，在此不作限制。

從而完成所述垂直mosfet的制造。

具體來講，本申請(qǐng)的所述垂直mosfet的制造方法，制造出的mosfet器件的溝道方向?yàn)樨Q直方向，也即溝道長(zhǎng)度由臺(tái)階結(jié)構(gòu)的臺(tái)階高度決定。在相同柵極寬度的前提下，可以制備不同柵長(zhǎng)的器件。將大大提高器件的集成密度。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，本申請(qǐng)還提供了實(shí)施例二。

實(shí)施例二

在本實(shí)施例中，提供了一種垂直mosfet的制造方法，如圖8所示，該方法包括：

步驟s801，形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層；

步驟s802，在所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)上沉積二維材料層形成溝道區(qū)；

步驟s803，在所述二維材料層的臺(tái)階側(cè)壁依次沉積柵介質(zhì)層和柵極側(cè)墻；

步驟s804，在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述溝道區(qū)連接的源極和漏極。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層，包括：

沉積絕緣介質(zhì)層；

光刻所述絕緣介質(zhì)層形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層，包括：

依次沉積第一絕緣介質(zhì)層和第二絕緣介質(zhì)層；

以所述第一絕緣介質(zhì)層作為刻蝕停止層，光刻所述第二絕緣介質(zhì)層形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)，其中，所述第一隔離介質(zhì)與所述第二隔離介質(zhì)為不同材料。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層，包括：

依次沉積第一絕緣介質(zhì)層、薄層材料和第二絕緣介質(zhì)層；

以所述薄層材料作為刻蝕停止層，光刻所述第二絕緣介質(zhì)層形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)，其中，所述第一絕緣介質(zhì)與所述第二絕緣介質(zhì)為不同材料或相同材料。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述絕緣介質(zhì)為sin、si3n4、sio2或sico。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述二維材料層的摻雜類型與所述漏極的摻雜類型不相同。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述溝道區(qū)連接的源極和漏極，包括：

采用lift-off工藝，在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述溝道區(qū)連接的源極和漏極。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述溝道區(qū)連接的源極和漏極，包括：

在所述臺(tái)階側(cè)壁區(qū)域沉積光刻膠；

在所述二維材料層和所述光刻膠上沉積源、漏極材料；

去除所述光刻膠，以在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成與所述二維材料層接觸連接的源極和漏極。

具體來講，本實(shí)施例提供的先在臺(tái)階上沉積二維材料，然后再沉積柵介質(zhì)層以及柵極側(cè)墻的方案的原理、材料及工藝細(xì)節(jié)，與實(shí)施例一中先在臺(tái)階上沉積柵極側(cè)墻以及柵介質(zhì)層，然后再沉積二維材料的方案的原理、材料及工藝細(xì)節(jié)基本類似，為了說明書的簡(jiǎn)潔在此不再累述。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，本申請(qǐng)還提供了采用實(shí)施例一或二的方法制備的器件，詳見實(shí)施例三。

實(shí)施例三

在本實(shí)施例中，如圖7和圖9所示，提供一種垂直mosfet，包括：

臺(tái)階結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層1；

位于臺(tái)階側(cè)壁的柵極，所述柵極包括柵極側(cè)墻2和柵介質(zhì)層3；

與所述柵介質(zhì)層3連接的二維材料層4，作為所述垂直mosfet的溝道區(qū)；

分別位于所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)的源極5和漏極6，所述源極5和所述漏極6與所述二維材料層4接觸連接的。

具體來講，采用實(shí)施例一提供的方法制造的器件如圖7所示，所述柵極側(cè)墻2形成于所述絕緣介質(zhì)層1的所述臺(tái)階側(cè)壁；所述柵介質(zhì)層3覆蓋于所述柵極側(cè)墻2上，以隔離所述柵極側(cè)墻2和所述二維材料層4；所述二維材料層4覆蓋于所述柵介質(zhì)層3上。

采用實(shí)施例二提供的方法制造的器件如圖9所示，所述二維材料層4覆蓋于所述絕緣介質(zhì)層1上；所述柵介質(zhì)層3覆蓋于所述二維材料層4上；所述柵極側(cè)墻2形成于所述柵介質(zhì)層3的所述臺(tái)階側(cè)壁。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述絕緣介質(zhì)層1為單一材料的介質(zhì)層。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述絕緣介質(zhì)層1包括：

第一絕緣介質(zhì)層和第二絕緣介質(zhì)層；所述第一絕緣介質(zhì)層為所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的底層，所述第二絕緣介質(zhì)層為所述臺(tái)階側(cè)壁和臺(tái)階頂層；

其中，所述第一絕緣介質(zhì)和所述第二絕緣介質(zhì)為不同材料。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述絕緣介質(zhì)層1包括：

第一絕緣介質(zhì)層、薄層材料和第二絕緣介質(zhì)層；所述第一絕緣介質(zhì)層和所述薄層材料為所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的底層，所述第二絕緣介質(zhì)層為所述臺(tái)階側(cè)壁和臺(tái)階頂層；

其中，所述第一絕緣介質(zhì)與所述第二絕緣介質(zhì)為不同材料或相同材料。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述絕緣介質(zhì)為sin、si3n4、sio2或sico。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述二維材料層4的摻雜類型與所述漏極6的摻雜類型不相同。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述源極5和所述漏極6為，采用lift-off工藝，在所述臺(tái)階側(cè)壁的兩側(cè)分別形成的與所述溝道區(qū)連接的源極5和漏極6。

由于本發(fā)明實(shí)施例二所介紹的器件，為實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例一的方法的所制備的器件，故而基于本發(fā)明實(shí)施例一所介紹的方法，本領(lǐng)域所屬人員能夠了解該器件的具體結(jié)構(gòu)及變形，故而在此不再贅述。

上述本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案，至少具有如下的技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

本申請(qǐng)實(shí)施例提供的垂直mosfet及其制造方法，設(shè)置絕緣介質(zhì)層為臺(tái)階結(jié)構(gòu)，并在臺(tái)階處設(shè)置柵和二維材料溝道，使得二維材料制備的溝道的溝道方向?yàn)樨Q直方向，也即溝道長(zhǎng)度由臺(tái)階結(jié)構(gòu)的高度決定。在相同柵極寬度的前提下，可以制備不同柵長(zhǎng)的器件，不會(huì)因?yàn)闁砰L(zhǎng)要求導(dǎo)致器件整體增長(zhǎng)，能大大提高mosfet器件的集成密度。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。