[發(fā)明專利]一種晶體管結(jié)構(gòu)及其制備方法

在審

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• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113078052A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 狄增峰;劉冠宇;薛忠營;田子傲;張苗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/285;H01L29/417;H01L29/423;H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 劉星

1.一種晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供一基底；

形成石墨烯層于所述基底的上表面；

形成至少一源漏電極層于所述石墨烯層的上表面，所述源漏電極層包括在水平方向上位于不同區(qū)域的源電極層與漏電極層；

形成至少一柵極結(jié)構(gòu)于所述石墨烯層的上表面，所述柵極結(jié)構(gòu)位于所述源電極層與所述漏電極層之間，并自下而上依次包括柵介質(zhì)層與柵電極層；

形成支撐層于所述石墨烯層的上表面，所述支撐層覆蓋所述源漏電極層及所述柵極結(jié)構(gòu)；

將由所述源漏電極層、所述柵極結(jié)構(gòu)及所述支撐層組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)從所述石墨烯層表面機(jī)械剝離；

將所述復(fù)合結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移至目標(biāo)襯底，所述源漏電極層及所述柵介質(zhì)層與所述目標(biāo)襯底的表面接觸；

去除所述支撐層，并使所述源漏電極層及所述柵極結(jié)構(gòu)留在所述目標(biāo)襯底的表面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：所述基底采用剛性基底。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：所述基底包括鍺層、碳化硅層、鍺硅層、硅層、銅層、鎳層、陶瓷層及玻璃層中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：所述石墨烯層包括單層石墨烯及多層石墨烯中的一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：形成所述源漏電極層、所述柵介質(zhì)層或所述柵電極層的方法包括化學(xué)氣相沉積法、物理氣相沉積法、原子層沉積法中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：所述化學(xué)氣相沉積法包括金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法及等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法中的至少一種，所述物理氣相沉積法包括電子束蒸發(fā)法、熱蒸發(fā)法中的至少一種，所述原子層沉積法包括等離子增強(qiáng)原子層沉積法。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：所述源漏電極層的材質(zhì)包括鈦、鋯、鉭、鎢、金、銀、銅、鋁、鈀、鉑、鎳、銦及鉻中的至少一種；所述柵介質(zhì)層的材質(zhì)包括二氧化硅、高K介質(zhì)中的至少一種，所述高K介質(zhì)的介電常數(shù)K大于3.9；所述柵電極層的材質(zhì)包括多晶硅、金屬中的至少一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，形成所述支撐層包括以下步驟：

施加有機(jī)溶液于所述源漏電極層、所述柵極結(jié)構(gòu)及所述石墨烯層的上表面；

干燥所述有機(jī)溶液以得到所述支撐層。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：所述有機(jī)溶液包括光刻膠溶液。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，形成所述支撐層包括以下步驟：

提供一柔性膜層以覆蓋所述源漏電極層、所述柵極結(jié)構(gòu)及所述石墨烯層；

通過加熱加壓使所述柔性膜層軟化并緊貼所述源漏電極層、所述柵極結(jié)構(gòu)及所述石墨烯層的上表面以構(gòu)成所述支撐層。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：采用膠帶粘附所述支撐層背面以將所述復(fù)合結(jié)構(gòu)從所述石墨烯層表面機(jī)械剝離，或者直接掀起所述支撐層以將所述復(fù)合結(jié)構(gòu)從所述石墨烯層表面機(jī)械剝離。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：通過溶解法去除所述支撐層。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：通過加熱所述支撐層以降低所述支撐層與所述源漏電極層及所述柵極結(jié)構(gòu)之間的粘附力，并通過機(jī)械剝離法去除所述支撐層。