[發明專利]形成半導體器件的方法

在審

• 申請號: 202010199511.6
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111986999A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 陳則安;褚志彪;李連忠;張文豪;曾建智;溫詔凱
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/34
• 分類號: H01L21/34;H01L29/78;H01L29/24
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

本發明的實施例涉及形成半導體器件的方法，包括在第一襯底上方沉積銅層，對銅層進行退火，在銅層上沉積六方氮化硼(hBN)膜，以及從銅層去除hBN膜?？梢詫BN膜轉移至第二襯底。

技術領域

本發明的實施例涉及形成半導體器件的方法。

背景技術

在集成電路的最近發展中，對二維(2D)半導體電子器件進行了研究。2D晶體管可以包括2D溝道，其包括具有原子級厚度的溝道，溝道形成在兩個絕緣體層之間。然而，在物理晶圓上實現2D晶體管遇到了問題。例如，在以前的研究工作中，研究了六方氮化硼(hBN)膜作為絕緣體的應用。然而，先前的hBN膜是多晶的，這導致了2D晶體管的性能下降。

發明內容

本發明的實施例提供了一種形成半導體器件的方法，包括：在第一襯底上方沉積銅層；對銅層進行退火；在銅層上沉積六方氮化硼(hBN)膜；以及從銅層去除六方氮化硼膜。

本發明的另一實施例提供了一種形成半導體器件的方法，包括：在第一襯底上形成單晶銅層；在單晶銅層上方沉積第一單晶六方氮化硼(hBN)膜；將第一單晶六方氮化硼膜轉移至第二襯底上；在第一單晶六方氮化硼膜上方形成過渡金屬硫族化合物(TMD)層；在過渡金屬硫族化合物層上方轉移第二單晶六方氮化硼膜；以及形成晶體管，晶體管包括作為溝道的過渡金屬硫族化合物層。

本發明的又一實施例提供了一種形成半導體器件的方法，包括：在銅層上方沉積第一單晶六方氮化硼(hBN)膜；形成位于第一單晶六方氮化硼膜上方并且與第一單晶六方氮化硼膜接觸的保護層；執行電化學分層工藝以從銅層分離第一單晶六方氮化硼膜和保護層；將第一單晶六方氮化硼膜和保護層粘附至襯底，第一單晶六方氮化硼膜與襯底接觸；以及從第一單晶六方氮化硼膜去除保護層。

附圖說明

當結合附圖進行閱讀時，從以下詳細描述可最佳理解本發明的各個方面。應該強調，根據工業中的標準實踐，各個部件未按比例繪制并且僅用于說明的目的。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1至圖3示出了根據一些實施例的六方氮化硼(hBN)膜形成的中間階段的立體圖。

圖4至圖8示出了根據一些實施例的hBN膜的轉移的中間階段的立體圖。

圖9至圖16示出了根據一些實施例的形成基于hBN膜晶體管的中間階段的截面圖。

圖17示意性地示出了根據一些實施例的過渡金屬硫族化合物(TMD)的單層。

圖18示出了根據一些實施例的用于形成hBN膜和基于hBN膜晶體管的工藝流程。

具體實施方式

以下公開內容提供了許多用于實現本發明的不同特征不同的實施例或實例。下面描述了組件和布置的具體實施例或實例以簡化本發明。當然，這些僅是實例而不旨在限制。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸形成的實施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實施例。此外，本發明可以在各個示例中重復參考數字和/或字母。該重復是為了簡單和清楚的目的，并且其本身不指示討論的各個實施例和/或配置之間的關系。

此外，為了便于描述，本文中可以使用諸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…上面”、“上部”等的間隔關系術語，以描述如圖中所示的一個元件或部件與另一元件或部件的關系。除了圖中所示的方位外，間隔關系術語旨在包括器件在使用或操作工藝中的不同方位。裝置可以以其它方式定位(旋轉90度或在其它方位)，并且在本文中使用的間隔關系描述符可以同樣地作相應地解釋。