[發明專利]一種晶體管結構及其制備方法

在審

• 申請號: 202110321724.6
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113078052A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 狄增峰;劉冠宇;薛忠營;田子傲;張苗
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 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: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 劉星

本發明提供一種晶體管結構及其制備方法，該方法包括：提供一基底；形成石墨烯層于基底的上表面；形成源漏電極層及柵極結構于石墨烯層的上表面；形成支撐層；將由源漏電極層、柵極結構及支撐層組成的復合結構從石墨烯層表面機械剝離；將復合結構轉移至目標襯底；去除支撐層，并使源漏電極層及柵極結構留在目標襯底的表面。本發明通過在石墨烯上沉積電極層及柵介質層，利用石墨烯與電極層、柵介質層間較弱的范德華接觸易于剝離的特點，實現晶體管結構的剝離，并轉移至任意目標襯底形成范德華接觸，擴展了晶體管結構的可應用范圍，減少了晶體管結構制作過程對目標襯底材料的損傷，有助于提高器件性能，并降低制作成本。

技術領域

本發明屬于半導體集成電路技術領域，涉及一種晶體管結構及其制備方法。

背景技術

晶體管制作是半導體領域中不可或缺的加工工藝。然而一般通過電子束蒸發或等離子體增強原子層沉積(PEALD)在襯底上形成介電材料及金屬的方法對襯底性質有較嚴格的要求，也會在一定程度上破壞襯底材料的結構，進而影響襯底材料的性能，尤其對于原子級厚度的二維材料影響最大。

因此，如何提供一種晶體管的制備方法及晶體管結構，以減少對襯底的損傷，并提升器件的電學性能，成為本領域技術人員亟待解決的一個重要技術問題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種晶體管結構及其制備方法，用于解決現有技術中晶體管結構制作過程中容易損傷襯底，導致器件的電學性能下降的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種晶體管結構的制備方法，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域的源電極層與漏電極層；

形成至少一柵極結構于所述石墨烯層的上表面，所述柵極結構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構；

將由所述源漏電極層、所述柵極結構及所述支撐層組成的復合結構從所述石墨烯層表面機械剝離；

將所述復合結構轉移至目標襯底，所述源漏電極層及所述柵介質層與所述目標襯底的表面接觸；

去除所述支撐層，并使所述源漏電極層及所述柵極結構留在所述目標襯底的表面。

可選地，所述基底采用剛性基底。

可選地，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。

可選地，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。

可選地，形成所述源漏電極層、所述柵介質層或所述柵電極層的方法包括化學氣相沉積法、物理氣相沉積法、原子層沉積法中的至少一種。

可選地，所述化學氣相沉積法包括金屬有機物化學氣相沉積法及等離子增強化學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法、熱蒸發法中的至少一種，所述原子層沉積法包括等離子增強原子層沉積法。

可選地，所述源漏電極層的材質包括鈦、鋯、鉭、鎢、金、銀、銅、鋁、鈀、鉑、鎳、銦及鉻中的至少一種；所述柵介質層的材質包括二氧化硅、高K介質中的至少一種，所述高K介質的介電常數K大于3.9；所述柵電極層的材質包括多晶硅、金屬中的至少一種。

可選地，形成所述支撐層包括以下步驟：

施加有機溶液于所述源漏電極層、所述柵極結構及所述石墨烯層的上表面；