电子器件制造技术

本发明专利技术涉及一种电子器件，包括：包含二维材料的层；位于层的第一侧处的电介质结构，其中电介质结构包括第一接触区域和第二接触区域，第一接触区域限定层的第一接触区以及第二接触区域限定层的第二接触区，并且第一和第二接触区域限定在层的第一与第二接触区之间的层的器件区；布置在层的与第一侧相对的第二侧处的第一和第二电极，其中第一电极与层的第一接触区直接物理接触，并且其中第二电极与层的第二接触区直接物理接触，其中电介质结构的第一接触区域和第二接触区域配置成分别调节在层的第一接触区和第二接触区中的二维材料的电气特征，使得二维材料在层的第一接触区和第二接触区中的电气特征不同于二维材料在层的器件区中的电气特征。

【技术实现步骤摘要】

各个实施例总体涉及电子器件。
技术介绍
通常，使用半导体行业的通常工艺来形成材料的非常薄的层(例如厚度为纳米范围内或者厚度甚至小于一个纳米)可能是非常具有挑战性的。然而，对于电子器件和集成电路技术而言，所谓的二维材料可能是非常有吸引力的。举例而言，包括呈六边形布置的碳原子层的石墨烯可具有优越的电子性能，这些性能实现例如制造具有增加的响应和/或切换行为的晶体管。此外，相比对应的块体材料，材料的超薄层可具有加强的性能。因此，对于微电子(例如对于开发各种类型的传感器、晶体管等)而言，二维材料可能是重要的，其中具有挑战性的任务可包括将这些二维材料结合到微芯片中，用于模拟一般的硅技术。
技术实现思路
根据各个实施例，电子器件可包括：包括二维材料的层；位于所述层的第一侧处的电介质结构，其中该电介质结构包括第一接触区域和第二接触区域，第一接触区域限定所述层的第一接触区，而第二接触区域限定所述层的第二接触区，并且第一接触区域和第二接触区域进一步限定位于所述层的第一接触区与第二接触区之间的所述层的器件区域；布置在所述层的与第一侧相对的第二侧处的第一电极和第二电极，其中第一电极与所述层的第一接触区直接物理接触，并且其中第二电极与所述层的第二接触区直接物理接触，其中电介质结构的第一接触区域和第二接触区域配置成分别调节二维材料在所述层的
第一接触区和第二接触区中的电子特征，使得在所述层的第一接触区和第二接触区中的二维材料的电子特征不同于在所述层的器件区域中的二维材料的电子特征。附图说明附图中，相似参考符号在所有视图中通常指代相似部件。附图并非必然按比例绘制，相反通常将重点放在示出本专利技术原理上。在下文说明中，参照以下附图描述了本专利技术的各个实施例，附图中：图1A示意性示出了包括二维材料的电接触层的等同电路；图1B示出了硅基板上的石墨烯的纵向电阻与基板电压的函数曲线的绘图；图2A以示意性横截面图示出了电子器件，用于示出各个实施例的方面；图2B以示意性横截面图示出了根据各个实施例的电子器件；图3A以示意性横截面图示出了电子器件，用于示出各个实施例的方面；图3B和图3C以示意性横截面图分别示出了根据各个实施例的电子器件；图3D以示意性视图示出了根据各个实施例的电介质结构的接触区域；图3E以示意性视图示出了根据各个实施例的电介质结构的接触区域；图4A和图4B以示意性横截面图分别示出了根据各个实施例的电子器件；图5A和图5B以示意性横截面图分别示出了根据各个实施例的电子器件；图6A和图6B以示意性横截面图分别示出了根据各个实施例的电子器件；以及图7A和图7B以示意性横截面图分别示出了根据各个实施例的电
子器件。具体实施方式下文详细描述参照附图，附图以示意的方式示出了可实施本专利技术的具体细节和实施例。本文使用的词语“示例性”是指“用作实例、例子或示意”。本文描述为“示例性”的任何实施例或设计并非必然被解释为相对于其他实施例或设计而言是优选的或有利的。相对于形成在侧部或表面“之上”的沉积材料所使用的词语“之上”本文中可用于指代沉积材料可“直接”形成“在”所指的侧部或表面“上”，例如直接接触。相对于形成在侧部或表面“之上”的沉积材料所使用的词语“之上”本文中可用于指代沉积材料可“间接”形成“在”所指的侧部或表面“上”，其中在所指的侧部或表面与沉积材料之间布置有一个或多个额外层。相对于以位于载体上或位于载体(例如基板、晶片或半导体工件)中的至少一种方式设置的结构(或结构元件)的“侧向”延伸或者“侧向”靠近而使用的术语“侧向”本文中可用于指代沿着载体表面的延伸或定位关系。这意味着载体表面(例如基板表面、晶片表面或半导体工件表面)可用作参照，通常称为主加工表面。此外，相对于结构(或结构元件)的“宽度”而使用的术语“宽度”本文中可用于指代结构的侧向延伸。此外，相对于结构(或结构元件)的高度而使用的术语“高度”本文中可用于指代结构的沿着垂直于载体表面(例如垂直于载体的主加工表面)的方向的延伸。相对于层的“厚度”而使用的术语“厚度”本文中用于指代层的垂直于层在其上沉积的支撑物(材料或材料结构)表面的空间延伸。如果支撑物的表面平行于载体的表面(例如平行于主加工表面)，则沉积在支撑物表面上的层的“厚度”可与层的高度相同。此外，“竖直”结构可指代沿着垂直于侧向方向(例如垂直于载体的主加工表面)的方向延伸的结构，并且“竖直”延伸可指代在垂直于侧向方向的方向上的延伸(例如垂直于载体的主
加工表面的延伸)。根据各个实施例，载体(例如基板、晶片或工件)可由各种类型的半导体材料制成或包括所述材料，所述材料包括例如硅、锗、III至IV族、或者其他类型(包括例如聚合物)，然而在其他实施例中，也可使用其他合适的材料。在实施例中，载体由硅(掺杂或非掺杂的)制成，在可替换实施例中，载体为绝缘体上硅(SOI)晶片。作为替换，对于载体而言，可使用任何合适的半导体材料，例如诸如砷化镓(GaAs)的半导体复合物材料，也可使用任何合适的三元半导体复合物材料或四元半导体复合物材料(诸如铟镓砷(InGaAs))。根据各个实施例，载体可为薄的或超薄的基板或晶片，例如厚度处于大约几个微米至大约几十微米范围内，例如介于大约5^m至大约50^m，例如厚度为小于大约100^m至小于大约50^m。此外，载体可为厚度大约为750^m的硅晶片。根据各个实施例，载体可包括SiC(碳化硅)或可为碳化硅载体、碳化硅基板、碳化硅晶片或碳化硅工件。根据各个实施例，载体可包括SiO2(二氧化硅)或可为二氧化硅载体、二氧化硅基板、二氧化硅晶片或二氧化硅工件。此外，载体可包括位于载体表面处的电隔离材料(换言之电介质材料或电绝缘材料)，或者载体可由电隔离材料构成，从而可在载体表面形成和功能化导电层(例如石墨烯层)。通常，材料的物理和化学特性可能并不是排他地由其晶体结构和化学组成限定。由于材料表面的物理特性(例如电子特性，例如带结构)可与块体材料的物理特性不同，因此如果层或区域的至少一个空间延伸减小至纳米范围或者甚至亚纳米范围，则可能在层或区域的物理特性方面存在不同。在这种情况下，形成层或区域的相应材料的表面特性可决定层或区域的特征(例如物理和化学特性)。在限制性实例中，层或区域的至少一个尺度可具有几个埃的空间延伸，这可能是相应材料原子的恰好一个单层的空间延伸。单层可为具有垂直于侧向延伸的侧向延伸或层厚度(或高度)，层包括多个原子(或分子)，其中，所述层具有单个原子(或分子)的厚度(或高度)。换言之，
材料的单层可以不具有布置在彼此之上(沿着厚度或高度方向)的相同个原子(分子)。根据各个实施例，可存在固有形成单层(所谓的自组建单层)的多种不同材料，所述材料可称为二维材料，或者更准确而言称为结构性二维材料。此外，这种结构性二维材料的典型代表为石墨烯，由碳原子的六边形二维布置(所谓的蜂窝结构)构成。根据各个实施例，石墨烯也可称为石墨烯片或石墨烯层。结构性二维材料的另一代表可为加氢石墨烯(石墨烷)，或者部分加氢石墨烯。在净石墨烯片中，碳原子的结构布置和结合可使用杂化(杂化原子轨道)来描述，其中在这种情况下碳原子为sp2-杂化，这意味着碳原子的共价键合形成六边形二维层，即六边形单层。在加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子器件，包括：包含二维材料的层；位于所述层的第一侧处的电介质结构，其中所述电介质结构包括第一接触区域和第二接触区域，所述第一接触区域限定所述层的第一接触区，并且所述第二接触区域限定所述层的第二接触区，并且所述第一接触区域和所述第二接触区域进一步限定在所述层的所述第一接触区与所述第二接触区之间的所述层的器件区；布置在所述层的与所述第一侧相对的第二侧处的第一电极和第二电极，其中所述第一电极与所述层的所述第一接触区直接物理接触，并且其中所述第二电极与所述层的所述第二接触区直接物理接触，其中所述电介质结构的所述第一接触区域和所述第二接触区域被配置成分别调节所述二维材料在所述层的所述第一接触区和所述第二接触区中的电气特征，使得在所述层的所述第一接触区和在所述层的所述第二接触区中的所述二维材料的电气特征不同于在所述层的所述器件区中的所述二维材料的电气特征。

【技术特征摘要】
2015.02.27 US 14/633,1591.一种电子器件，包括：包含二维材料的层；位于所述层的第一侧处的电介质结构，其中所述电介质结构包括第一接触区域和第二接触区域，所述第一接触区域限定所述层的第一接触区，并且所述第二接触区域限定所述层的第二接触区，并且所述第一接触区域和所述第二接触区域进一步限定在所述层的所述第一接触区与所述第二接触区之间的所述层的器件区；布置在所述层的与所述第一侧相对的第二侧处的第一电极和第二电极，其中所述第一电极与所述层的所述第一接触区直接物理接触，并且其中所述第二电极与所述层的所述第二接触区直接物理接触，其中所述电介质结构的所述第一接触区域和所述第二接触区域被配置成分别调节所述二维材料在所述层的所述第一接触区和所述第二接触区中的电气特征，使得在所述层的所述第一接触区和在所述层的所述第二接触区中的所述二维材料的电气特征不同于在所述层的所述器件区中的所述二维材料的电气特征。2.根据权利要求1所述的电子器件，其中，所述层的器件区不存在与所述层直接物理接触的其他电极。3.根据权利要求1所述的电子器件，其中，所述电介质结构的所述第一接触区域和所述第二接触区域被配置成产生电场，以分别调节在所述层的所述第一接触区和所述第二接触区中的所述二维材料的电气特征。4.根据权利要求3所述的电子器件，其中，所述电介质结构的所述第一接触区域和所述第二接触区域中每一者均包括掺杂电介质材料。5.根据权利要求3所述的电子器件，其中，所述电介质结构的所述第一接触区域包括第一导电部分，并且其中所述电介质结构的所
\t述第二接触区域包括第二导电部分，其中所述第一导电部分和第二导电部分与所述层电隔离。6.根据权利要求1所述的电子器件，其中，所述电介质结构的所述第一接触区域和所述第二接触区域被配置成在所述层的所述第一接触区和所述第二接触区中提供所述二维材料的相同电气特征。7.根据权利要求1所述的电子器件，其中，所述电介质结构的所述第一接触区域和所述第二接触区域被配置成在所述层的所述第一接触区和所述第二接触区中提供所述二维材料的不同电气特征。8.根据权利要求1所述的电子器件，其中，所述二维材料包括石墨烯。9.根据权利要求1所述的电子器件，其中，所述层包括所述二维材料的单层。10.一种电子器件，包括：包含二维材料的层；布置在所述层的第一侧处的电介质结构，其中所述电介质结构包括分别限定所述层的第一接触区和第二接触区的第一接触区域和第二接触区域，其中所述第一接触区域和所述第二接触区域彼此间隔开，从而在所述层的所述第一接触区与所述第二接触区之间提供所述层的器件区；布置在所述层的与所述第一侧相对的第二侧处的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别与所述层的所述第一接触区和所述第二接触区电接触；其中，所述电介质结构的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·柯尼希，G·鲁尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE