加工载体的方法和转移石墨烯层的方法技术

本发明专利技术涉及加工载体的方法和转移石墨烯层的方法。根据多个不同的实施方案，一种用于加工载体的方法可以包括：在载体上方形成层结构，该层结构包括支承层和在支承层上方的二维层，其中该层结构具有使载体的一部分露出的至少一个开口；形成辅助层结构，其中辅助层结构至少部分地覆盖层结构并且至少部分地填充至少一个开口；以及移除层结构的支承层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的多个实施方案一般性涉及用于加工载体的方法和用于转移石墨烯层的方法。
技术介绍
通常，使用半导体工业的常规工艺来形成非常薄的材料层(例如，厚度在纳米范围内或者厚度甚至小于一个纳米)可能非常具有挑战性。然而，对于电子器件和集成电路技术，所谓的二维材料可能非常具有吸引力。例如，包括以六边形布置的碳原子层的石墨烯可以具有如下优异的电子性能：例如能够制造具有增强的响应和/或开关性能的晶体管。此外，超薄材料层与相应的块体材料相比可以具有增强的性能。因此，二维材料对于微电子例如对于开发各种类型的传感器、晶体管等可能是重要的，其中挑战性的工作可能是将这些二维材料结合入微芯片中以与常规硅技术竞争。
技术实现思路
根据多个不同的实施方案，一种用于加工载体的方法可以包括：在载体上方形成层结构，该层结构包括支承层和在支承层上方的二维层，其中该层结构具有使载体的一部分露出的至少一个开口；形成辅助层结构，其中辅助层结构至少部分地覆盖层结构并且至少部分地填充至少一个开口；以及移除层结构中的支承层。附图说明在附图中，相同的附图标记在不同的图中通常指代相同的部件。附图不一定按比例绘制，相反重点通常放在示出本专利技术的原理上。在下面的描述中，参照下面的附图描述本专利技术的多个不同的实施方案，其中：图1示出了根据多个不同的实施方案的用于加工载体的方法的示意性流程图；图2示出了根据多个不同的实施方案的用于加工载体的方法的示意性流程图；图3示出了根据多个不同的实施方案的用于加工载体的方法的示意性流程图；图4A至图4C分别示出了根据多个不同的实施方案的在加工期间的多个阶段的载体；图5A至图5C分别示出了根据多个不同的实施方案的在加工期间的多个阶段的载体；图6A至图6I分别示出了根据多个不同的实施方案的在加工期间的多个阶段的载体；图7示出了根据多个不同的实施方案的载体的示意图；图8示出了根据多个不同的实施方案的铜层表面的示意图；图9A至图9C分别示出了根据多个不同的实施方案的在加工期间的多个阶段的载体；图10示出了根据多个不同的实施方案的在加工之后的载体的示意图；以及图11示出了根据多个不同的实施方案的在加工之后的载体的示意图。具体实施方式下面的详细描述涉及通过实例的方式示出可以实践本专利技术的具体细节和实施方案的附图。词语“示例性”在本文中用来指“作为示例、实例或说明”。本文中被描述为“示例性”的任何实施方案或设计不一定被解释为优选的或优于其他实施方案或设计。关于形成在侧或表面“上方”的沉积材料中所使用的词语“上方”在本文中可以用来指沉积材料可以“直接”形成在所指侧或表面“上”(例如，直接接触)。关于形成在侧或表面“上方”的沉积材料中所使用的词语“上方”在本文中可以用来指沉积材料可以“非直接”形成在所指侧或表面“上”，而在所指侧或表面与沉积材料之间布置有一个或更多个附加层。关于布置成在载体上或中的至少之一的“侧向”延伸的结构(或结构元件)或者“侧向”相邻中所使用的术语“侧向”在本文中可以用来指沿着载体表面的尺度(extension)或位置关系。这意指载体的表面(例如，基底的表面、晶片的表面、或者半导体工件的表面)可以用作为参照物，通常称为主加工表面。此外，关于结构(或结构元件)的“宽度”中所使用的术语“宽度”在本文中可以用来指结构的侧向尺度。此外，关于结构(或结构元件)的高度中所使用的术语“高度”在本文中可以用来指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)的方向的尺度。关于层的厚度中所使用的术语“厚度”在本文中可以用来指层的沿垂直于该层所沉积的支承表面(例如，层或结构的表面)的方向的空间尺度。如果支承表面平行于载体表面(例如，平行于主加工表面)，则沉积在支承表面上的层的“厚度”可以与层的高度相同。此外，“垂直”结构可以指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“垂直”尺度可以指延伸垂直于侧向方向的方向的尺度(例如，垂直于载体的主加工表面的尺度)。根据多个不同的实施方案，载体(例如，层、基底、晶片、工件等)可以包括多种类型的半导体材料，包括例如硅、锗、III族至V族元素，或其他类型，例如包括聚合物，不过在其他实施方案中，也可以使用其他适合的材料。在一个实施方案中，载体包括硅(掺杂的或非掺杂的)，在一个替代性的实施方案中，载体包括绝缘体上硅(SOI)晶片。作为一个替代方案，可以将任何其他适合的半导体材料用于载体，例如半导体化合物材料如砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)，以及任意适合的三元半导体化合物材料或四元半导体化合物材料如铟镓砷化物(InGaAs)。根据多个不同的实施方案，载体可以包括薄的或超薄的基底或晶片，例如厚度在约数微米至约数十微米范围内，例如约5μm至约50μm的范围内，例如厚度小于约100μm或小于约50μm。此外，载体可以包括厚度为约750μm或小于约750μm的硅晶片。根据多个不同的实施方案，载体可以包括SiC(碳化硅)或者可以是碳化硅载体、碳化硅基底、碳化硅晶片、或碳化硅工件。根据多个不同的实施方案，载体可以包括SiO2(二氧化硅)或者可以是二氧化硅载体、二氧化硅基底、二氧化硅晶片、或二氧化硅工件。此外，载体可以包括在载体的表面区域的电隔离材料(换言之，介电材料或电绝缘材料)或者载体可以包括电隔离材料，使得可以在载体的介电表面处形成导电层(例如，石墨烯层)并且使其官能化。通常而言，材料的物理和化学性质可以并非仅受其晶体结构和化学组成限定。由于材料表面的物理性质(例如，电性质(例如，能带结构))可以不同于块体材料的物理性质，所以如果层或区域的至少一个空间尺度减小至纳米级范围或甚至亚纳米级范围，则关于层或区域的物理性质可能存在差异。在这种情况下，形成层或区域的各个材料的表面性质可以主导层或区域的特性(例如，物理和化学性质)。在极限情况下，层或区域的至少一个维度可以具有数个埃的空间尺度，其可以是各个材料的恰好一个原子的单层的空间尺度。单层可以是具有侧向尺度和垂直于侧向尺度的层厚度(或高度)的层，该层包括多个原子(或分子)，其中层具有一个单原子(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上方(沿着厚度或高度方向)的相同原子(或分子)。根据多个不同的实施方案，可以存在固有形成单层(所谓的自组装单层)的多种不同材料，其可以称为二维材料，或者更准确地称为结构化二维材料(structuraltwo-dimensionalmaterial)。此外，这样的结构化二维材料的典型代表可以是由六边形二维布置的碳原子组成的石墨烯，所谓的蜂巢结构。根据多个不同的实施方案，石墨烯也可以称为石墨烯片或石墨烯层。二维材料的另一代表可以是氢化石墨烯(石墨烷(graphane))，或者部分氢化的石墨烯。在纯石墨烯片中，可以使用杂化(杂化原子轨道)来描述碳原子的结构布置和键合，其中在这种情况下，碳原子是sp2杂化的，这意味着碳源子的共价键合形成六边形的二维层，即六边形单层。在氢化石墨烯或石墨烷中，碳原子可以是sp3杂化或者sp2杂化和sp3杂化的混合物，其中为sp3杂化的碳原子连接至氢原子，形成片状(二维)结构。如本文中所述，二维材料可以是沿着形成片结构或二维结构(例如自组装的)两个空间方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于加工载体的方法，所述方法包括：在所述载体上方形成层结构，所述层结构包括支承层和在所述支承层上方的二维层，其中所述层结构具有使所述载体的一部分露出的至少一个开口；形成辅助层结构，其中所述辅助层结构至少部分地覆盖所述层结构并且至少部分地填充所述至少一个开口；以及移除所述层结构的所述支承层。

【技术特征摘要】
2015.08.18 US 14/828,5571.一种用于加工载体的方法，所述方法包括：在所述载体上方形成层结构，所述层结构包括支承层和在所述支承层上方的二维层，其中所述层结构具有使所述载体的一部分露出的至少一个开口；形成辅助层结构，其中所述辅助层结构至少部分地覆盖所述层结构并且至少部分地填充所述至少一个开口；以及移除所述层结构的所述支承层。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述二维层包括至少一个石墨烯片。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述支承层是导电支承层或半导电支承层中的至少之一。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述支承层具有大于0.5μm的厚度。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述载体包括介电材料。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述载体包括在所述载体的面对所述二维层的表面处露出的至少一个嵌入电极。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：在移除所述支承层之后，进行使所述辅助层结构变形或至少部分地移除所述辅助层结构中的至少之一。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述辅助层结构包括聚合物。9.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述辅助层结构包括通过所述辅助层结构的一部分接触所述载体的露出部分。10.根据权利要求1所述的方法，其中在所述载体上方形成所述层结构包括：在所述载体上方形成所述支承层；在所述支承层上方形成所述二维层；以及部分移除所述二维层和所述支承层，以提供使所述载体的所述一部分露出的所述至少一个开口。11.根据权利要求10所述的方法，其中形成所述辅助层结构包括：形成第一辅助层；对所述第一辅助层进行图案化，以提供用于部分地移除所述二维层和所述支承层的掩模层。12.根据权利要求1所述的方法，其中在所述载体上方形成所述层结构包括：在所述载体的部分上方...

【专利技术属性】
技术研发人员：马西亚斯·凯尼格，京特·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