一种器件及器件制造方法包括在电介质衬底中形成（202）掩埋栅电极以及对在所述掩埋栅电极之上的包括高介电常数层、基于碳的半导电层和保护层的叠层进行构图（212）。对形成在所述叠层之上的隔离电介质层进行开口（216）以在与所述叠层相邻的区域中界定凹部。蚀刻所述凹部（218）以形成腔并且去除所述高介电常数层的一部分以在所述掩埋栅电极的相反侧暴露所述基于碳的半导电层。在所述腔中沉积导电材料（224）以形成自对准的源极区和漏极区。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种器件及器件制造方法包括在电介质衬底中形成（202）掩埋栅电极以及对在所述掩埋栅电极之上的包括高介电常数层、基于碳的半导电层和保护层的叠层进行构图（212）。对形成在所述叠层之上的隔离电介质层进行开口（216）以在与所述叠层相邻的区域中界定凹部。蚀刻所述凹部（218）以形成腔并且去除所述高介电常数层的一部分以在所述掩埋栅电极的相反侧暴露所述基于碳的半导电层。在所述腔中沉积导电材料（224）以形成自对准的源极区和漏极区。【专利说明】具有嵌入的栅电极的自对准碳电子装置
本专利技术涉及电子器件，更具体地，涉及具有自对准有源区的器件和制造方法。
技术介绍
半导体工业已经能够通过制作不断减小的器件来提高电子系统的性能。然而，这种途径已经遇到了技术限制，这些技术限制导致产生替代的器件设计和技术。一种技术包括碳纳米管(CNT)、以及更近来的石墨烯层和纳米带(nanoribbon)的使用。基于半导体纳米管和石墨烯纳米带的场效应晶体管可以用作高性能器件。场效应晶体管的制造可以包括连接到两个金属电极的单壁碳纳米管。通过向栅电极施加电压，纳米管可以从导电状态切换到绝缘状态。然而，基于碳的晶体管器件常常遭受碳材料与高介电常数(高k)绝缘材料之间的粘附问题。在常常既包括碳导体也包括高k材料的栅极结构的形成中，特别关心这一点。此外，晶体管设计遭受对准问题，对准问题对于未来设计而言成为减小节点尺寸的障碍。
技术实现思路
一种器件及器件制造方法包括在电介质衬底中形成掩埋栅电极以及对在所述掩埋栅电极之上的包括高介电常数层、基于碳的层和保护层的叠层进行构图。对形成在所述叠层之上的隔离电介质层进行开口以在与所述叠层相邻的区域中界定凹部。蚀刻所述凹部以形成腔并且去除所述高介电常数层的一部分以在所述掩埋栅电极的相反侧暴露所述基于碳的层。在所述腔中沉积导电材料以形成自对准的源极区和漏极区。一种器件制造方法，包括:形成穿过衬底的第一电介质材料并进入该衬底的第二电介质材料中的凹部；在所述凹部中形成电介质间隔物(spacer);在所述凹部中的所述间隔物之上沉积栅电极导体；对所述栅电极导体和所述电介质间隔物进行平面化以去除所述凹部上方的过量材料，从而在所述衬底中形成掩埋栅电极；形成包括高介电常数层、基于碳的层和保护层的叠层；采用光刻工艺形成蚀刻掩膜并且蚀刻所述叠层，以将所述叠层的一部分设置在所述掩埋栅电极之上；对形成在所述叠层之上的隔离电介质层进行开口以在与所述叠层相邻的区域中界定凹部；蚀刻所述凹部以形成腔并且去除所述高介电常数层的一部分以在所述掩埋栅电极的相反侧暴露所述基于碳的层；以及通过采用原子层沉积来形成与所述基于碳的半导电层接触的导电材料，在所述腔中沉积所述导电材料以形成自对准的源极区和漏极区。一种晶体管器件包括电介质衬底，该电介质衬底包括形成在第二电介质层上的第一电介质层。在所述电介质衬底中形成掩埋栅电极，以及在所述掩埋栅电极之上形成包括高介电常数层、基于碳的层和保护层的叠层。隔离电介质层在与所述叠层相邻的区域中界定凹部，所述凹部延伸穿过所述第一电介质层向下到达所述第二电介质层。在所述第一电介质层中所述掩埋栅电极的相反侧形成与所述凹部相关联的腔。自对准的源极导体和漏极导体形成在所述腔中且与面对所述腔的所述基于碳的层的暴露部分接触。从对其示例性实施例的以下详细描述中，这些和其它特征及优点将变得显而易见，所述详细描述将结合附图阅读。【专利附图】【附图说明】本公开将参考以下附图在优选实施例的以下描述中提供细节，其中:图1是根据一个实施例的具有两个电介质层的电介质衬底的横截面视图；图2是根据一个实施例的、使得凹部形成在所述两个电介质层中的图1的电介质衬底的横截面视图；图3是根据一个实施例的、使得间隔物电介质形成在所述凹部中的图2的电介质衬底的横截面视图；图4是根据一个实施例的、使得导电材料形成在所述凹部内的所述间隔物电介质中的图3的电介质衬底的横截面视图；图5是根据一个实施例的、使得所述导电材料和所述间隔物电介质被平面化而形成掩埋的/底部栅电极的图4的电介质衬底的横截面视图；图6是根据一个实施例的、使得高k电介质层、基于碳的半导体层和盖/保护层在所述掩埋栅电极上在叠层中被构图的图5的电介质衬底的横截面视图；图7是根据一个实施例的、使得隔离电介质层在晶体管区域(在所述叠层上)之上被开口的图6的电介质衬底的横截面视图；图8是根据一个实施例的、使得腔形成在所述掩埋栅电极的相反侧的图7的电介质衬底的横截面视图；图9是根据一个实施例的、具有可选的高k电介质回填层(refill layer)以减小所述基于碳的层下方的底切(undercut)的图8的电介质衬底的横截面视图；图10是根据一个实施例的、使得源/漏导体形成在与所述基于碳的层自对准的腔中的图8的电介质衬底的横截面视图；图11是根据一个实施例的、使得自对准的源极区/漏极区形成在所述腔中的图10的电介质衬底的横截面视图；图12是示出根据本专利技术原理的具有自对准的源极区和漏极区的基于碳的晶体管的制造方法的框图/流程图。【具体实施方式】根据本专利技术的原理，提供了允许在高介电常数材料与基于碳的场效应材料之间形成界面的示例性制造方法和器件设计。此外，所述方法和器件结构提供了在采用底栅的设计中尤其有用的自对准的源极区和漏极区。源和漏极区的自对准性质提高了可靠性并且实现了可缩放性(scalability)，因为自对准将是未来设计代中减小器件尺寸的重要因素。在一个实施例中，底部电极被形成为具有形成在栅极导体上的栅极电介质。在栅极电介质上形成基于碳的层，并且在该基于碳的层上形成盖层。在栅极导体之上对所述基于碳的层、栅极电介质层和盖层进行构图。在所述栅极结构的侧面形成腔。在所述栅极结构的侧面的腔中形成源极区和漏极区。所述腔与所述栅极结构自对准，使得当在所述腔中形成金属/导电材料时，所述源极区和漏极区相对于彼此正确地对准，并且相对于所述基于碳的材料和所述栅极结构正确地对准。在下面的描述中，阐述了大量的特定细节，例如具体的结构、部件、材料、尺寸、处理步骤和技术，以便提供对本专利技术原理的彻底理解。然而，本领域普通技术人员将理解，这些特点细节是说示例性的，不应当被认为是限制性的。将理解，当诸如层、区域或衬底的要素被称为在另一要素“上”或“之上”时，它可以直接在该另一要素上，或者也可以存在中间要素。相反，当一个要素被称为“直接在”另一要素“上”或者“之上”时，不存在中间要素。还应当理解，当一个要素被称为“连接”或“耦合”到另一个要素时，它可以被直接连接或耦合到该另一要素，或者可以存在中间要素。相反，当一个要素被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一要素时，不存在中间要素。还应当理解，将用晶片或衬底上的给定示例性架构来描述本专利技术；然而，其它架构、结构、衬底材料以及工艺特征和步骤可以在本专利技术的范围内变化。此处描述的电路或结构可以是集成电路芯片设计的一部分。芯片设计可以在图形计算机编程语言中产生，并且被存储在计算机存储介质(例如盘、带、物理硬盘驱动器、或诸如存储访问网络(Storage Access Network)的虚拟硬盘驱动器)中。如果设计者不制造芯片或者用于制造芯片的光刻掩模，则设计者可以直接或间接将所产生的设本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种器件制造方法，包括：在电介质衬底中形成掩埋栅电极；对在所述掩埋栅电极之上的包括高介电常数层、基于碳的层和保护层的叠层进行构图；对形成在所述叠层之上的隔离电介质层进行开口以在与所述叠层相邻的区域中界定凹部；蚀刻所述凹部以形成腔并且去除所述高介电常数层的一部分，以在所述掩埋栅电极的相反侧暴露所述基于碳的层；以及在所述腔中沉积导电材料以形成自对准的源极区和漏极区。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭德超，汉述仁，K·K·H·黄，袁骏，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：
国别省市：
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