[發明專利]晶體管的制造方法

在審

• 申請號: 201611016439.9
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106816411A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 劉尚奕;潘正圣;吳志毅;程琮欽
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司;吳志毅
• 主分類號: H01L21/78
• 分類號: H01L21/78;H01L21/336;H01L29/16
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司11006
• 代理人: 徐金國

技術領域

本發明實施例是關于一種晶體管及其制造方法，且特別是關于一種石墨烯為基底的晶體管及其制造方法。

背景技術

電子產業對于更小及更快的電子元件的需求與日俱增，其同時能夠承受驟增的復雜度及精密功能。因此，半導體產業致力于制造低成本、高表現及低功率集成電路(ICs)為時勢所趨。迄今這些目標通過縮減半導體IC尺寸(如最小特征尺寸)大致上已達成，并且因此改善了產出效率及降低相關成本。然而，此種尺寸的縮減也增加了半導體制造過程的復雜度。體認到在半導體IC及元件持續的進步，需于半導體制造過程及科技發展類似的進步。

石墨烯，為碳原子鍵結成六角形晶格的二維(2D)薄片，近來已被用于晶體管裝置作為潛力的通道替代材料。除了它固有的高載子遷移率，石墨烯還具有其他令人引起極大興趣的特性，例如電流密度、熱力及機械穩定度大，及高飽和速度。大面積的石墨烯膜已被以各種方法進行制造，例如磊晶成長于碳化硅(SiC)基板上、化學氣相沉積(CVD)成長(例如，涉及催化碳氫化合物沉積于金屬表面上)及機械剝離法(例如，來自石墨塊)。例如，制造石墨烯為基底的裝置常涉及石墨烯層的轉移(例如，來自成長基板或來自石墨塊)，及將會在移至的目標基板上進行石墨烯為基底的裝置的制造。由于轉移制程的關系，可能會引進晶界、點缺陷、皺褶、折疊、撕裂或其他晶格缺陷，并因此對任何后續制造的裝置的特性有不良影響。另外，帶電雜質吸附至及/或于目標基板中可能會造成轉移的石墨烯層非出于本意的摻雜(例如，由于電荷轉移摻雜)，從而影響后續制造的石墨烯為基底的裝置其品質及/或表現。因此，現存技術尚未顯示完全滿足各方面需求。

發明內容

本揭露一實施態樣是提供一種晶體管的制造方法，包含：提供一基板，包含一絕緣層；形成一疏水層于該絕緣層上；轉移一石墨烯層至該疏水層上，其中該轉移的石墨烯層具有一第一載子遷移率；以及轉移該石墨烯層之后，執行一退火制程，其中該退火的石墨烯層具有一第二載子遷移率大于該第一載子遷移率。

附圖說明

當結合附圖閱讀以下詳細描述時將更好地理解本揭露內容的態樣。但須注意依照本產業的標準做法，各種特征未按照比例繪制。事實上，各種特征的尺寸為了清楚的討論而可被任意放大或縮小。

圖1為背柵式石墨烯裝置的剖視圖；

圖2是依據本揭露一或多個實施態樣，為制造石墨烯裝置的方法流程圖；

圖3至圖6是依據本揭露一或多個實施態樣，顯示石墨烯裝置的實施方式的剖視圖，及對應至圖2中方法的一或多個步驟；

圖7是依據本揭露一或多個實施態樣，為雙柵式石墨烯裝置的剖視圖；

圖8是依據本揭露一或多個實施態樣，為頂柵式石墨烯裝置的剖視圖；

圖9是依據本揭露一或多個實施態樣，為石墨烯裝置的退火方法的溫度曲線；

圖10是依據本揭露一或多個實施態樣，為背柵式石墨烯光偵測器的剖視圖；

圖11是依據本揭露一或多個實施態樣，顯示各種石墨烯裝置其導電率對柵極電壓作圖；

圖12是依據本揭露一或多個實施態樣，顯示包含各種石墨烯裝置電相關特性的表格。

具體實施方式

本揭露接下來將會提供許多不同的實施方式或實施例以實施所提供標的中不同的特征。各特定實施例中的組成及配置將會在以下作描述以簡化本揭露。這些為實施例僅作為示范并非用于限定本揭露。例如，敘述中一第一特征形成于一第二特征之上可包含實施例中的第一特征與第二特征直接接觸，亦可包含第一特征與第二特征之間更有其他額外特征形成使第一特征與第二特征無直接接觸。此外，本揭露于各種實施例中將重復使用元件符號及/或字母。此重復乃為了簡化與清晰的目的，而其本身并不決定各種實施例及/或結構配置之間的關系。

此外，空間關系的用語像是“下方”、“之下”、“較低”、“上方”、“較高”及類似用語，可用于此處以便描述附圖中一元件或特征與另一元件與特征之間的關系。這些相對空間關系的用語乃為了涵蓋除了附圖所描述的方向以外，元件于使用或操作中的各種不同的方向。裝置可另有其他導向方式(旋轉90度或朝其他方向)，此時的空間相對關系也可依上述方式解讀。