晶体管的制造方法技术

一种晶体管的制造方法，是关于提供高品质的转移的石墨烯层用于后续装置制造，包含转移石墨烯至疏水层的疏水性表面上及执行热处理制程。在各种实施方式中，提供了包含绝缘层的基板，及疏水层形成于绝缘层上。在一些实施例中，石墨烯层转移至疏水层上。举例而言，转移的石墨烯层具有第一载子迁移率。在一些实施方式中，于转移石墨烯层之后，可执行退火制程，及退火的石墨烯层具有第二载子迁移率大于第一载子迁移率。

【技术实现步骤摘要】
晶体管的制造方法
本专利技术实施例是关于一种晶体管及其制造方法，且特别是关于一种石墨烯为基底的晶体管及其制造方法。
技术介绍
电子产业对于更小及更快的电子元件的需求与日俱增，其同时能够承受骤增的复杂度及精密功能。因此，半导体产业致力于制造低成本、高表现及低功率集成电路(ICs)为时势所趋。迄今这些目标通过缩减半导体IC尺寸(如最小特征尺寸)大致上已达成，并且因此改善了产出效率及降低相关成本。然而，此种尺寸的缩减也增加了半导体制造过程的复杂度。体认到在半导体IC及元件持续的进步，需于半导体制造过程及科技发展类似的进步。石墨烯，为碳原子键结成六角形晶格的二维(2D)薄片，近来已被用于晶体管装置作为潜力的通道替代材料。除了它固有的高载子迁移率，石墨烯还具有其他令人引起极大兴趣的特性，例如电流密度、热力及机械稳定度大，及高饱和速度。大面积的石墨烯膜已被以各种方法进行制造，例如磊晶成长于碳化硅(SiC)基板上、化学气相沉积(CVD)成长(例如，涉及催化碳氢化合物沉积于金属表面上)及机械剥离法(例如，来自石墨块)。例如，制造石墨烯为基底的装置常涉及石墨烯层的转移(例如，来自成长基板或来自石墨块)，及将会在移至的目标基板上进行石墨烯为基底的装置的制造。由于转移制程的关系，可能会引进晶界、点缺陷、皱褶、折叠、撕裂或其他晶格缺陷，并因此对任何后续制造的装置的特性有不良影响。另外，带电杂质吸附至及/或于目标基板中可能会造成转移的石墨烯层非出于本意的掺杂(例如，由于电荷转移掺杂)，从而影响后续制造的石墨烯为基底的装置其品质及/或表现。因此，现存技术尚未显示完全满足各方面需求。专利
技术实现思路
本揭露一实施态样是提供一种晶体管的制造方法，包含：提供一基板，包含一绝缘层；形成一疏水层于该绝缘层上；转移一石墨烯层至该疏水层上，其中该转移的石墨烯层具有一第一载子迁移率；以及转移该石墨烯层之后，执行一退火制程，其中该退火的石墨烯层具有一第二载子迁移率大于该第一载子迁移率。附图说明当结合附图阅读以下详细描述时将更好地理解本揭露内容的态样。但须注意依照本产业的标准做法，各种特征未按照比例绘制。事实上，各种特征的尺寸为了清楚的讨论而可被任意放大或缩小。图1为背栅式石墨烯装置的剖视图；图2是依据本揭露一或多个实施态样，为制造石墨烯装置的方法流程图；图3至图6是依据本揭露一或多个实施态样，显示石墨烯装置的实施方式的剖视图，及对应至图2中方法的一或多个步骤；图7是依据本揭露一或多个实施态样，为双栅式石墨烯装置的剖视图；图8是依据本揭露一或多个实施态样，为顶栅式石墨烯装置的剖视图；图9是依据本揭露一或多个实施态样，为石墨烯装置的退火方法的温度曲线；图10是依据本揭露一或多个实施态样，为背栅式石墨烯光侦测器的剖视图；图11是依据本揭露一或多个实施态样，显示各种石墨烯装置其导电率对栅极电压作图；图12是依据本揭露一或多个实施态样，显示包含各种石墨烯装置电相关特性的表格。具体实施方式本揭露接下来将会提供许多不同的实施方式或实施例以实施所提供标的中不同的特征。各特定实施例中的组成及配置将会在以下作描述以简化本揭露。这些为实施例仅作为示范并非用于限定本揭露。例如，叙述中一第一特征形成于一第二特征之上可包含实施例中的第一特征与第二特征直接接触，亦可包含第一特征与第二特征之间更有其他额外特征形成使第一特征与第二特征无直接接触。此外，本揭露于各种实施例中将重复使用元件符号及/或字母。此重复乃为了简化与清晰的目的，而其本身并不决定各种实施例及/或结构配置之间的关系。此外，空间关系的用语像是“下方”、“之下”、“较低”、“上方”、“较高”及类似用语，可用于此处以便描述附图中一元件或特征与另一元件与特征之间的关系。这些相对空间关系的用语乃为了涵盖除了附图所描述的方向以外，元件于使用或操作中的各种不同的方向。装置可另有其他导向方式(旋转90度或朝其他方向)，此时的空间相对关系也可依上述方式解读。图1中显示为例示性的背栅式石墨烯装置100。石墨烯装置100包含基板102、绝缘层104设置于基板102上、石墨烯层106设置于绝缘层104上及源极/漏极接点108接触石墨烯层106的尾端。基板102可为半导体基板，例如硅基板。取决于该
中已知的设计需求，基板102可包含各种掺杂配置。例如，基板102可包含重掺杂，低电阻率的基板使得基板102可被用于作为石墨烯装置100的整体背栅极。绝缘层104可包含氧化硅(SiO2)层通过热氧化成长于基板102上。在一些实施例中，绝缘层104可择一厚度使得石墨烯层106与下方对应的基板102的对比最佳化。例如，绝缘层104可具有一厚度约90纳米(nm)或280nm。在一些实施例中，绝缘层104可具有一厚度落于范围约自90-100nm，或约自280-300nm。石墨烯层106可包含通过各种方法生产的石墨烯，例如磊晶成长于碳化硅(SiC)基板上、化学气相沉积(CVD)成长(例如，涉及催化碳氢化合物沉积于金属表面上)及机械剥离法(例如，来自石墨块)。例如，成长或剥离的石墨烯层106可被转移(例如，自成长基板或自石墨块)至基板102的绝缘层104上，其可称之为目标基板，以石墨烯为基底的装置可于其上进行制造。在各种实施例中，石墨烯转移可通过湿式或干式转移制程来完成。转移的石墨烯层106至绝缘层104上之后，可形成金属源极/漏极接点108。金属源极/漏极接点108可包含传导层例如Cr、Ti、Au、Ni、Pd、Ir、Ag、Pt、Cu、Co、Al、Fe或其组合，及/或其他适合的组成。源极/漏极接点108可利用PVD、CVD、电子束(e-beam)蒸镀法及/或其他适合的制程形成。在一些实施例中，装置100的主动区可通过适合的光微影及蚀刻制程(例如，氧化等离子蚀刻制程)定义出来(例如，在形成源极/漏极接点108之前或之后)。因而，图1的例示性背栅式石墨烯装置100包含作为装置通道的石墨烯层106，通过源极/漏极接点108连接，及基板102为整体背栅极，通过绝缘层104与石墨烯层106分隔开来。在各种传统方法中，由于石墨烯层106转移至绝缘层104上的关系，可能会将晶界、点缺陷、皱褶、折叠、撕裂或其他晶格缺陷引进转移的石墨烯层106，从而劣化任何后续制造的装置的特性。另外，带电杂质吸附至及/或于目标基板中(例如，于绝缘层104中，其上方为转移的石墨烯层106)可能会造成转移的石墨烯层106非出于本意的掺杂(例如，由于电荷转移掺杂)，从而影响后续制造的石墨烯为基底的装置(例如，装置100)其品质及/或表现。因此，现存技术尚未显示完全满足各方面需求。本揭露的实施方式提供胜过现存技术的优点，即使已知仍有其他实施方式可提供不同的优点，所有优点没有必要于此多做撰述，并且无特定优点用以限定所有实施方式。例如，于此讨论的实施方式包含方法及结构，是关于例如通过转移石墨烯至疏水性表面上并执行热处理制程(例如，退火)，来提供高品质转移的石墨烯层(例如，于目标基板上)，其为实质平坦并且能呈现降低的基板效应(例如，包含降低由于带电基板杂质所造成的石墨烯层的电子转移掺杂)。在此，用语像是“疏水性表面”是用来叙述具有接触角度(contactangle,CA)介于约90°及约150°之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体管的制造方法，其特征在于，包含：提供一基板，包含一绝缘层；形成一疏水层于该绝缘层上；转移一石墨烯层至该疏水层上，其中该转移的石墨烯层具有一第一载子迁移率；以及转移该石墨烯层之后，执行一退火制程，其中该退火的石墨烯层具有一第二载子迁移率大于该第一载子迁移率。

【技术特征摘要】
2015.11.30 US 14/954,7411.一种晶体管的制造方法，其特征在于，包含：提供一基板，包含一绝缘层；形成一疏水层于该...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘尚奕，潘正圣，吴志毅，程琮钦，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，吴志毅，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71