[发明专利]包括二维材料的薄膜结构、电子器件和电子设备

说明书

提供了一种包括二维材料的薄膜结构、电子器件和电子设备，该薄膜结构包括衬底、在衬底上并与衬底间隔开的金属层、以及在衬底和金属层之间的二维材料层。二维材料层可以被配置为限制和/或阻挡衬底和金属层之间的电子转移。二维材料层上的金属层的电阻率可以通过二维材料层降低。

技术领域

本公开涉及包括二维材料的薄膜结构和/或电子器件。

背景技术

根据按比例缩小电子设备的趋势，电子设备中由电子器件占据的空间已经减小。因此，随着电子器件的尺寸的减小，在电子器件中使用的薄膜可能需要具有更小的厚度和相同的性能。已经使用了阻挡相邻层之间的电荷转移的材料，使得在电子器件中具有各种功能的材料层(例如栅极、沟道、存储层等)的特性可以被保持。这种阻挡材料通常以用作阻挡层、扩散阻挡物和衬垫的多层结构提供，这导致增加的工艺费用和时间。此外，根据阻挡材料的膜特性，其上形成的导电材料的电阻率可以增大。

发明内容

提供了薄膜结构和电子器件，其在阻挡相邻材料层之间的电荷转移方面具有改进的性能。

附加方面将部分地在以下描述中阐述，并且部分地将从该描述明显，或可以通过所呈现的本公开的实施方式了解。

根据一实施方式，一种薄膜结构可以包括：衬底；在衬底上并与衬底间隔开的金属层；以及在衬底和金属层之间的二维材料层。二维材料层可以被配置成阻挡金属层和衬底之间的电子转移。

在一些实施方式中，金属层的电阻率可以通过二维材料层降低。

在一些实施方式中，二维材料层可以包括二维绝缘体。

在一些实施方式中，二维绝缘体可以包括BN、MnO₂、MoO₃、GaSe、Ga₂N₃或As₂S₃。

在一些实施方式中，薄膜结构可以进一步包括在二维材料层和金属层之间的石墨烯层。

在一些实施方式中，金属层可以直接在石墨烯层上。

在一些实施方式中，金属层可以包括W、Mo、Co、Ru、Rh或Ir。

在一些实施方式中，金属层可以直接在二维材料层上。

在一些实施方式中，二维材料层可以直接在衬底上。

在一些实施方式中，铁电层可以在二维材料层和金属层之间。

在一些实施方式中，石墨烯层可以在铁电层和二维材料层之间。

根据一实施方式，一种电子器件可以包括：包括半导体材料的沟道层；在沟道层上并与沟道层间隔开的栅电极；以及在沟道层和栅电极之间的二维材料层。二维材料层可以被配置为阻挡栅电极和沟道层之间的电子转移。

在一些实施方式中，二维材料层可以包括二维绝缘体。

在一些实施方式中，二维绝缘体可以包括BN、MnO₂、MoO₃、GaSe、Ga₂N₃或As₂S₃。

在一些实施方式中，电子器件可以进一步包括在二维材料层和栅电极之间的石墨烯层。

在一些实施方式中，电子器件可以进一步包括在沟道层和二维材料层之间的电荷俘获层。

在一些实施方式中，电荷俘获层可以包括俘获层和隧穿氧化物层。

在一些实施方式中，沟道层可以包括多晶硅。