[發明專利]真空納米管場效應晶體管及其制造方法

有效

• 申請號: 201610307379.X
• 申請日: 2016-05-10
• 公開（公告）號: CN107359242B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 肖德元
• 申請（專利權）人: 上海新昇半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L51/40
• 分類號: H01L51/40;H01L51/05;H01L51/10;H01L51/30;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 金華

1.一種真空納米管場效應晶體管的制造方法，其特征在于，包括：

提供一半導體襯底；

在所述半導體襯底上依次形成第一介質層、源極、第二介質層和鋁層；

對所述鋁層進行陽極化處理以形成陽極氧化鋁結構，所述陽極氧化鋁結構具有多個均勻排布的第一通孔，所述第一通孔的底部暴露出所述第二介質層，所述陽極氧化鋁結構包括柵極以及包圍所述柵極的柵極介質層；

對第二介質層進行刻蝕以形成多個第二通孔，所述第二通孔與所述第一通孔連通，且所述第二通孔的底部暴露出所述源極；

對柵介質層進行等離子處理；以及

在真空條件下形成漏極，所述漏極覆蓋于所述陽極氧化鋁結構上，以形成多個納米真空管。

2.如權利要求1所述的真空納米管場效應晶體管的制造方法，其特征在于，所述等離子處理采用的工藝氣體是氮氣或氨氣。

3.如權利要求1所述的真空納米管場效應晶體管的制造方法，其特征在于，對所述鋁層進行陽極化處理以形成陽極氧化鋁結構的具體過程包括：

在酸性溶液中對所述鋁層進行第一次陽極化處理；

去除所述第一次陽極化處理所產生的氧化物；以及

在酸性溶液中對所述鋁層進行第二次陽極化處理。

4.如權利要求3所述的真空納米管場效應晶體管的制造方法，其特征在于，所述第一次陽極化處理和第二次陽極化處理采用的酸性溶液均為草酸溶液，所述草酸溶液的濃度范圍在0.2mol/L到0.5mol/L之間，所述第一次陽極化處理和第二次陽極化處理的溫度均在5℃到15℃之間，所述第一次陽極化處理和第二次陽極化處理的恒定電壓均在35V到45V之間。

5.如權利要求4所述的真空納米管場效應晶體管的制造方法，其特征在于，所述草酸溶液的濃度為0.3mol/L，所述第一次陽極化處理和第二次陽極化處理的溫度均為10℃，所述第一次陽極化處理和第二次陽極化處理的恒定電壓均為40V。

6.如權利要求1所述的真空納米管場效應晶體管的制造方法，其特征在于，在對柵介質層進行等離子處理之前，對第二介質層進行刻蝕以形成多個第二通孔之后，還包括：通過刻蝕工藝去除隔離區域中的陽極氧化鋁。

7.如權利要求6所述的真空納米管場效應晶體管的制造方法，其特征在于，在真空條件下形成漏極的同時，還包括：在源極上形成源極發射端。

8.如權利要求7所述的真空納米管場效應晶體管的制造方法，其特征在于，在真空條件下形成漏極和源極發射端之后，還包括：

通過刻蝕工藝去除所述隔離區域中的源極發射端和第二介質層；以及

采用退火工藝對所述源極發射端進行處理，使其表面變為圓弧形。

9.如權利要求8所述的真空納米管場效應晶體管的制造方法，其特征在于，所述退火工藝的反應溫度范圍在400℃到600℃之間，所述退火工藝采用的氣體為氫氣、氮氣或氬氣中的任意一種或其任意組合。

10.如權利要求8所述的真空納米管場效應晶體管的制造方法，其特征在于，在采用退火工藝對所述源極發射端進行處理之后，還包括：在所述隔離區域中形成第三介質層，所述第三介質層與所述第二介質層連為一體。

11.如權利要求10所述的真空納米管場效應晶體管的制造方法，其特征在于，所述第一介質層、第二介質層和第三介質層的材質均為氧化硅。

12.如權利要求1所述的真空納米管場效應晶體管的制造方法，其特征在于，所述源極和漏極的材質均為低功函數金屬。