用悬置石墨烯膜形成的纳米器件制造技术

本发明专利技术涉及用悬置石墨烯膜形成的纳米器件。使用在半导体结构的开放腔之间悬置的石墨烯膜构造诸如纳米探针和纳米刀器件的半导体纳米器件。所述悬置的石墨烯膜用作机电膜，所述机电膜可被制造为非常薄，厚度为一个原子或数个原子的厚度，从而极大地提高了半导体纳米探针和纳米刀器件的灵敏度和可靠度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及半导体纳米器件，更具体地说，涉及通过将纳米探针(nano-probe)或纳米刀安装于悬置石墨烯膜(suspended graphene membrane)上而构造的半导体纳米探针和纳米刀器件。
技术介绍
纳米探针和纳米刀对于诸如医学诊断、外科手术以及科学实验的应用非常有用并用作工业传感器。典型地,纳米探针/刀安装于机电膜(electro-mechanical membrane)上。这些器件的机电膜典型地由金属膜或经蚀刻的硅层制成。为提高器件灵敏度，机电膜必须被制造为尽可能薄，这从结构观点来看会有问题，因为由金属膜和硅形成的机电膜在被制造为较薄时会变得非常易碎。
技术实现思路
本专利技术的方面包括半导体纳米器件，例如纳米探针和纳米刀器件，这些器件使用悬置的石墨烯膜构造。所述悬置的石墨烯膜用作机电膜，此机电膜可以被制造为非常薄，厚度为一个原子或数个原子的厚度，从而极大地提高了根据本专利技术的原理构造的半导体纳米探针和纳米刀器件的灵敏度和可靠度。在本专利技术的一个方面中，一种半导体器件包括底栅电极和被设置在所述底栅电极之上的第一绝缘层。所述第一绝缘层包括与所述底栅电极对准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：底栅电极；第一绝缘层，其被设置在所述底栅电极之上，所述第一绝缘层包括与所述底栅电极对准的第一开放腔；第二绝缘层，其被设置在所述第一绝缘层之上，所述第二绝缘层包括与所述第一开放腔对准的第二开放腔；石墨烯层，其被设置在所述第一和第二绝缘层之间，其中所述石墨烯层的一部分悬置在所述第一和第二开放腔之间；至少一个感测电极，其被设置在所述石墨烯层上并邻近所述第一和第二开放腔；细长纳米结构，其被安装到所述石墨烯层的悬置在所述第一和第二开放腔之间的所述一部分上；以及顶栅电极，其被设置在所述第二绝缘层之上，所述顶栅电极与所述底栅电极以及所述第一和第二开放腔对准。

【技术特征摘要】
2012.01.27 US 13/359,6471.一种半导体器件，包括: 底栅电极； 第一绝缘层，其被设置在所述底栅电极之上，所述第一绝缘层包括与所述底栅电极对准的第一开放腔； 第二绝缘层，其被设置在所述第一绝缘层之上，所述第二绝缘层包括与所述第一开放腔对准的第二开放腔； 石墨烯层，其被设置在所述第一和第二绝缘层之间，其中所述石墨烯层的一部分悬置在所述第一和第二开放腔之间； 至少一个感测电极，其被设置在所述石墨烯层上并邻近所述第一和第二开放腔；细长纳米结构，其被安装到所述石墨烯层的悬置在所述第一和第二开放腔之间的所述一部分上；以及 顶栅电极，其被设置在所述第二绝缘层之上，所述顶栅电极与所述底栅电极以及所述第一和第二开放腔对准。2.根据权利要求1的半导体器件，其中所述底栅电极是在半导体衬底中形成的导电掺杂区域。3.根据权利要求1的半导体器件，其中所述细长纳米结构为纳米刀结构。4.根据权利要求1的半导体器件，其中所述细长纳米结构为纳米探针结构。5.根据权利要求1的半导体器件，其中所述至少一个感测电极包括与所述石墨烯层接触的第一感测电极和第二感测电极，其中所述第一和第二感测电极被设置在所述第一和第二开放腔的相反侧。6.根据权利要求1的半导体器件，其中所述第一和第二腔具有范围为约0.1Oum至约4.0um的宽度和范围为约0.05um至约3.0um的深度。7.根据权利要求1的半导体器件，其中所述细长纳米结构由硅形成。8.根据权利要求1的半导体器件，其中所述细长纳米结构由金属材料形成。9.根据权利要求1的半导体器件，其中所述细长纳米结构由碳纳米管结构形成。10.根据权利要求1的半导体器件，其中所述底栅电极、所述第一开放腔、所述第二开放腔和所述顶栅电极彼此至少部分地重叠。11.一种形成半导体器件的方法，包括: 在衬底中形成底栅电极； 在所述衬底之上形成覆盖所述底栅电极的第一绝缘层； 在所述第一绝缘层中蚀刻出第一腔，其中所述第一腔与所述底栅电极对准； 用第二绝缘材料层填充所述第一腔； 使用所述第一绝缘层作为蚀刻停止层，对所述第二绝缘材料层进行平面化，以形成第一平面化表面； 在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文娟，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：