[發明專利]半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201610512145.9
• 申請日: 2016-07-01
• 公開（公告）號: CN107564818B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 周鳴
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司;中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28;H01L29/78
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 劉倜

1.一種半導體裝置的制造方法，其特征在于，包括：

提供襯底結構，所述襯底結構包括：

襯底；以及

在所述襯底上的半導體鰭片和在所述半導體鰭片側面的凹陷；形成覆蓋所述半導體鰭片的催化材料層；

在所述凹陷的下部形成隔離區，所述隔離區覆蓋半導體鰭片的下部的催化材料層；

在形成所述隔離區后，在半導體鰭片的上部的催化材料層上選擇性地形成石墨烯納米帶，所述石墨烯納米帶不在所述半導體鰭片的下部的催化材料層上；

在所述石墨烯納米帶上形成柵極結構。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述襯底和所述半導體鰭片作為背柵。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述半導體鰭片包括多個。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，還包括：

將相鄰的半導體鰭片下的襯底隔離開；

其中，每個半導體鰭片和該半導體鰭片下的襯底作為背柵。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化材料層包括三氧化二鋁、氧化鉿或氧化鋯。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述凹陷的下部形成隔離區包括：

沉積隔離材料以填充所述凹陷并覆蓋所述半導體鰭片；

對所述隔離材料進行平坦化，以露出所述半導體鰭片的上表面上的催化材料層；

對所述凹陷中的上部的隔離材料進行回刻，以露出所述半導體鰭片的上部的催化材料層，從而形成所述隔離區。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過化學氣相沉積CVD的方式來形成石墨烯納米帶，工藝條件包括：

反應氣體包括甲烷、氫氣和載流氣體；

反應溫度為600℃至1500℃；

反應時間為5-300min；

其中，載流氣體的流量為0-10000sccm，甲烷的流量和載流氣體的流量之比為0.05％-50％，氫氣的流量和載流氣體的流量之比為0.05％-50％。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供襯底結構的步驟包括：

提供初始襯底；

在所述初始襯底上形成圖案化的硬掩模；

以所述圖案化的硬掩模為掩模對所述初始襯底進行刻蝕，從而形成所述襯底、以及在所述襯底上的半導體鰭片和在所述半導體鰭片側面的凹陷。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述石墨烯納米帶上形成柵極結構包括：

在所述石墨烯納米帶上形成柵極電介質層；

在所述柵極電介質層上形成柵極。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，

所述柵極電介質層的材料包括氮化硼、氮化鋁、硅的氧化物或無定型的碳化硅；

所述柵極的材料包括金屬或多晶硅。

11.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述襯底和所述半導體鰭片的材料包括硅。

12.一種半導體裝置，其特征在于，包括：

襯底；

在所述襯底上的半導體鰭片；

覆蓋所述半導體鰭片的催化材料層；

在所述半導體鰭片的側面的隔離區，所述隔離區覆蓋半導體鰭片的下部的催化材料層；

在半導體鰭片的上部的催化材料層上的石墨烯納米帶，所述石墨烯納米帶不在所述半導體鰭片的下部的催化材料層上；和

在所述石墨烯納米帶上的柵極結構。

13.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述襯底和所述半導體鰭片作為背柵。

14.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述半導體鰭片包括多個。