[發(fā)明專利]半導體結構及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610915984.5
• 申請日: 2016-10-20
• 公開（公告）號: CN107968121B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設計）人: 張海洋;陳卓凡
• 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: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/16;H01L21/336
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

本發(fā)明揭示了一種半導體結構及其制造方法。在本發(fā)明提供的半導體結構的制造方法中，包括提供一鰭式結構；在所述鰭式結構上形成初始石墨烯層；在所述初始石墨烯層上形成圖案化的金屬層，去除所述圖案化的金屬層并在所述圖案化的金屬層下方的部分初始石墨烯層中形成凹槽，以將所述初始石墨烯層轉變?yōu)殡p層石墨烯結構；對所述雙層石墨烯結構進行氫化處理，使得所述雙層石墨烯產(chǎn)生能帶隙；在所述雙層石墨烯結構上形成柵介電層。由此獲得的半導體結構，有著具有能帶隙的雙層石墨烯，從而能夠顯著提高獲得的半導體結構的電子遷移率，改善夾斷電壓不穩(wěn)定性，有利于提高生產(chǎn)質量。

技術領域

本發(fā)明涉及半導體技術領域，特別是涉及一種半導體結構及其制造方法。

背景技術

在互補金屬氧化物半導體(CMOS)產(chǎn)業(yè)中，隨著22nm及更小尺寸的到來，為了改善短溝道效應并提高器件的性能，鰭式場效應晶體管(Fin Field-effect transistor，F(xiàn)inFET)由其獨特的結構被廣泛的采用。

FinFET是一種特殊的金屬氧化物半導體場效應管，其結構通常是在絕緣體上硅基片上形成，包括狹窄而獨立的硅條，作為垂直的溝道結構，也稱為鰭片，在鰭片的兩側設置有柵極結構。具體如圖1所示，現(xiàn)有技術中的一種FinFET的結構包括：襯底10、源極11、漏極12、鰭片13及圍繞在鰭片13兩側及上方的柵極結構14。

然而，如何對現(xiàn)有技術中的FinFET進行改進，獲得更加優(yōu)良的性能，是目前一個攻堅方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種半導體結構及其制造方法，提高FinFET的性能。

為解決所述技術問題，本發(fā)明提供一種半導體結構的制造方法，包括：

提供一鰭式結構；

在所述鰭式結構上形成初始石墨烯層；

在所述初始石墨烯層上形成圖案化的金屬層，去除所述圖案化的金屬層并在所述圖案化的金屬層下方的部分初始石墨烯層中形成凹槽，以將所述初始石墨烯層轉變?yōu)殡p層石墨烯結構；

對所述雙層石墨烯結構進行氫化處理，使得所述雙層石墨烯結構產(chǎn)生能帶隙；

在所述雙層石墨烯結構上形成柵介電層。

可選的，對于所述的半導體結構的制造方法，在提供一鰭式結構之后，在所述鰭式結構上形成初始石墨烯層之前，還包括：

對所述鰭式結構進行等離子體處理。

可選的，對于所述的半導體結構的制造方法，在所述鰭式結構上形成初始石墨烯層包括：

在所述鰭式結構上形成一銅層；

采用化學氣相沉積工藝在所述銅層上形成一層石墨烯薄膜；

覆蓋聚甲基丙烯酸甲酯，并對所述銅層進行濕法刻蝕；

去除所述聚甲基丙烯酸甲酯，使得所述石墨烯薄膜轉移至所述鰭式結構上形成所述初始石墨烯層。

可選的，對于所述的半導體結構的制造方法，所述初始石墨烯層的厚度為

可選的，對于所述的半導體結構的制造方法，所述圖案化的金屬層的材質為金屬鋅。

可選的，對于所述的半導體結構的制造方法，采用氫氯酸去除所述圖案化的金屬層。

可選的，對于所述的半導體結構的制造方法，在去除所述圖案化的金屬層之后，在對所述雙層石墨烯結構進行氫化處理之前，還包括：

采用氫氟酸清洗所述雙層石墨烯結構。