專利名稱：晶體管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
示例實(shí)施例涉及晶體管及其制造方法。
背景技術(shù)：
硅(Si)基半導(dǎo)體器件已經(jīng)被發(fā)展為具有高集成密度和高性能。然而，由于Si材料特性和制造工藝的限制，預(yù)計(jì)未來(lái)難于實(shí)現(xiàn)更高集成度和更高容量的Si基半導(dǎo)體器件。因此，已經(jīng)開展了對(duì)下一代器件的研究，該下一代器件可以克服Si基半導(dǎo)體器件的限制。例如，已經(jīng)通過(guò)采用碳基納米結(jié)構(gòu)(例如，石墨烯)來(lái)嘗試制造具有高性能的器件。石墨烯，是由碳原子制作的六邊形的單層結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)上和化學(xué)上是穩(wěn)定的，并具有良好的電性能和物理性能。例如，石墨烯具有達(dá)到約2X 105cm2/Vs的載流子遷移率(這比Si快約100倍或更大)，并具有約108A/cm2的電流密度(這比銅(Cu)高約100倍或更大)。因此，石墨烯作為克服一般器件中的限制的下一代材料而引起人們的注意。

發(fā)明內(nèi)容
示例實(shí)施例涉及晶體管及其制造方法。所提供的是具有三維(3D)溝道(例如，3D石墨烯溝道)的晶體管以及制造該晶體管的方法。所提供的是適合于提高集成度且按比例縮小的晶體管以及制造該晶體管的方法。所提供的是有效溝道長(zhǎng)度可易于控制的晶體管以及制造該晶體管的方法。所提供的是 防止或減少對(duì)石墨烯損壞或污染的石墨烯晶體管以及制造該晶體管的方法。其它的方面將在下面的描述中部分地闡述，并將部分地從該描述而變得顯然，或者可以通過(guò)實(shí)踐給出的示例實(shí)施例而掌握。根據(jù)示例實(shí)施例，晶體管包括:在基板上的柵極；溝道層，具有三維(3D)溝道區(qū)域覆蓋柵極的至少一部分；源極電極，接觸溝道層的第一區(qū)域；以及漏極電極，接觸溝道層的
第二區(qū)域。 溝道層可以在基板上并可以覆蓋柵極的兩個(gè)側(cè)表面和頂表面。溝道層可以包括石墨烯。源極電極和漏極電極可以分別在柵極的兩側(cè)。源極電極可以包括與3D溝道區(qū)域間隔開的第一源極電極部分，并且漏極電極可以包括與3D溝道區(qū)域間隔開的第一漏極電極部分。第一源極電極部分和第一漏極電極部分的每一個(gè)可以具有大于3D溝道區(qū)域的高度的高度。源極電極還可以包括在第一源極電極部分和3D溝道區(qū)域之間的第二源極電極部分，并且漏極電極還可以包括在第一漏極電極部分和3D溝道區(qū)域之間的第二漏極電極部分。
第二源極電極部分和第二漏極電極部分的每一個(gè)可以具有等于或小于3D溝道區(qū)域的高度的高度。晶體管的有效溝道長(zhǎng)度可以根據(jù)第二源極電極部分和第二漏極電極部分每一個(gè)的高度來(lái)調(diào)整。源極電極可以包括:第一源極電極部分，在溝道層上且在柵極的一側(cè)；以及第二源極電極部分，連接到第一源極電極部分，第二源極電極部分在柵極的第一側(cè)壁上。漏極電極可以包括:第一漏極電極部分，在溝道層上且在柵極的另一側(cè)；以及第二漏極電極部分，連接到第一漏極電極部分，第二漏極電極部分在柵極的第二側(cè)壁上。柵極可以包括在水平方向上彼此間隔開的第一柵極和第二柵極，源極電極可以包括彼此間隔開的第一源極電極和第二源極電極，第一和第二柵極在第一源極電極和第二源極電極之間，并且漏極電極可以在第一柵極和第二柵極之間。第一源極電極可以包括在第一和第二柵極的一側(cè)的第一主要源極電極部分，并且第二源極電極可以包括在第一和第二柵極的另一側(cè)的第二主要源極電極部分。第一源極電極還可以包括在第一主要源極電極部分和第一柵極之間的第一次要源極電極部分，并且第二源極電極還可以包括在第二主要源極電極部分和第二柵極之間的第二次要源極電極部分。第一次要源極電極部分和第二次要源極電極部分可以每個(gè)具有小于第一主要源極電極部分和第二主要源極電極部分每一個(gè)的高度的高度。漏極電極可以具有等于第一次要源極電極部分和第二次要源極電極部分每一個(gè)的高度的高度。柵極可以為底部柵 極，并且其中該晶體管還包括與底部柵極間隔開的頂部柵極。頂部柵極可以覆蓋溝道層在源極電極和漏極電極之間的區(qū)域。頂部柵極可以在溝道層的區(qū)域中具有3D結(jié)構(gòu)。溝道層可以由單層石墨烯形成。溝道層可以由雙層石墨烯形成。晶體管還可以包括在基板上的絕緣層，柵極在絕緣層上，其中該溝道層在絕緣層上以覆蓋柵極的至少一部分。基板可以為選自聚合物基板、玻璃基板和娃基板中的一個(gè)。根據(jù)示例實(shí)施例，一種制造晶體管的方法包括:形成堆疊結(jié)構(gòu)，該堆疊結(jié)構(gòu)包括柵極和溝道層，該溝道層具有覆蓋柵極的至少一部分的三維(3D)溝道區(qū)域；在溝道層的第一區(qū)域上形成源極電極；以及在溝道層的第二區(qū)域上形成漏極電極。溝道層可以覆蓋柵極的兩個(gè)側(cè)表面和頂表面。溝道層可以包括石墨烯。形成堆疊結(jié)構(gòu)可以包括:在第一基板上形成模具層(mold layer)，該模具層包括溝槽；在模具層上形成溝道層，該溝道層具有由于溝槽引起的3D結(jié)構(gòu)；在溝道層上形成柵極絕緣層；以及在溝槽中形成柵極。形成堆疊結(jié)構(gòu)還可以包括:將第二基板附接到柵極和柵極絕緣層，以及去除第一基板。溝道層可以形成為包括石墨烯。模具層可以為催化劑層，并且石墨烯通過(guò)利用模具層作為催化劑層而形成在模具層上。源極電極和漏極電極每一個(gè)的至少一部分可以由模具層形成。形成源極電極和漏極電極可以包括圖案化模具層。形成源極電極可以包括在3D溝道區(qū)域的一側(cè)形成第一源極電極部分，形成漏極電極可以包括在3D溝道區(qū)域的另一側(cè)形成第一漏極電極部分。形成源極電極還可以包括在第一源極電極部分和3D溝道區(qū)域之間形成第二源極電極部分，形成漏極電極還可以包括在第一漏極電極部分和3D溝道區(qū)域之間形成第二漏極電極部分。形成第二源極電極部分和第二漏極電極部分可以包括:在第一源極電極部分、第一漏極電極部分和3D溝道區(qū)域上形成掩模圖案；在第一源極電極部分和3D溝道區(qū)域之間以及第一漏極電極部分和3D溝道區(qū)域之間形成多個(gè)導(dǎo)電層；以及去除掩模圖案。形成掩模圖案可以包括采用背側(cè)曝光。形成源極電極和漏極電極可以包括:去除模具層；在形成于柵極上的溝道層上形成掩模層；以及在掩模層的兩側(cè)在溝道層上形成多個(gè)導(dǎo)電層。形成掩模層可以包括采用微接觸印刷。柵極可以包括在水平方向上彼此間隔開的第一柵極和第二柵極，源極電極可以包括彼此間隔開的第一源極電極和第二源極電極，第一和第二柵極在第一源極電極和第二源極電極之間，并且漏極電極可以形成在第一和第二柵極之間。柵極可以為底部柵極， 并且其中該方法還包括形成與底部柵極間隔開的頂部柵極。頂部柵極可以覆蓋溝道層在源極電極和漏極電極之間的區(qū)域。頂部柵極可以在溝道層的區(qū)域中具有3D結(jié)構(gòu)。溝道層可以由單層石墨烯形成。溝道層可以由雙層石墨烯形成。形成堆疊結(jié)構(gòu)可以包括形成多個(gè)器件區(qū)域，形成模具層可以包括形成分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)器件區(qū)域的多個(gè)溝槽，柵極可以形成在多個(gè)溝槽中的每個(gè)中。該方法還可以包括通過(guò)圖案化堆疊結(jié)構(gòu)而分開多個(gè)器件區(qū)域。該方法還可以包括在第一基板和堆疊結(jié)構(gòu)之間形成犧牲層，其中去除第一基板包括通過(guò)在多個(gè)器件區(qū)域之間注入蝕刻劑來(lái)蝕刻犧牲層。根據(jù)示例實(shí)施例，一種制造晶體管的方法包括:在第一基板上形成模具層，該模具層包括溝槽；在模具層的至少一部分上形成溝道層，該溝道層具有由于溝槽引起的三維(3D)結(jié)構(gòu)；在溝道層上形成絕緣層，該絕緣層填充溝槽；將第二基板附接到絕緣層；去除第一基板；形成源極電極和漏極電極，該源極電極和漏極電極分別接觸溝道層的第一區(qū)域和第二區(qū)域；以及在源極電極和漏極電極之間形成柵極，該柵極與溝道層絕緣。溝道層可以至少覆蓋溝槽的側(cè)壁和底表面。該方法還可以包括在形成柵極之前在溝道層上形成柵極絕緣層。溝道層可以包括石墨烯。形成模具層可以包括采用催化劑材料。石墨烯可以通過(guò)利用模具層作為催化劑材料而形成在模具層上。該方法還可以包括在第一基板和模具層之間形成犧牲層，其中去除第一基板包括蝕刻犧牲層。源極電極和漏極電極每一個(gè)的至少一部分可以由模具層形成。柵極可以在溝道層的區(qū)域中具有3D結(jié)構(gòu)。


從以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述，這些和/或其它的方面將變得明顯并更易于理解，附圖中:圖1是示出根據(jù)示例實(shí)施例的晶體管的截面圖；圖2是示出圖1的晶體管的主要元件的平面圖；圖3和圖4是示出根據(jù)示例實(shí)施例的晶體管的截面
圖5是示出圖3的晶體管的主要元件的平面圖；圖6是示出根據(jù)示例實(shí)施例的晶體管的截面圖；圖7是示出根據(jù)示例實(shí)施例的晶體管的截面圖；圖8是示出圖7的晶體管的主要元件的平面圖；圖9A至圖9C是示出根據(jù)示例實(shí)施例的晶體管的截面圖；圖10是示出圖9A至圖9C的晶體管的主要元件的平面圖；圖11是示出根據(jù)示例實(shí)施例的晶體管的截面圖；圖12A和圖12B是示出根據(jù)示例實(shí)施例的晶體管的截面圖；圖13是示出圖12A和圖12B的晶體管的主要元件的平面圖；圖14A至圖14G是示出根據(jù)示例實(shí)施例的制造晶體管的方法的截面圖；圖15A至圖15E是示出根據(jù)示例實(shí)施例的制造晶體管的方法的截面圖；圖16A至圖16E是示出根據(jù)示例實(shí)施例的制造晶體管的方法的截面圖；圖17A和圖17B是示出根據(jù)示例實(shí)施例的制造晶體管的方法的截面圖；圖18A至圖18E是示出根據(jù)示例實(shí)施例的制造晶體管的方法的截面圖；圖19是沿圖18E的1-1’線剖取的截面圖；圖20是沿圖18E的11-11’線剖取的截面圖；圖21A至圖21G是示出根據(jù)示例實(shí)施例的制造晶體管的方法的截面圖；以及圖22k至圖22E是示出根據(jù)示例實(shí)施例的制造晶體管的方法的截面圖。
具體實(shí)施反式現(xiàn)在將參照附圖更全面地描述各個(gè)示例實(shí)施例，附圖中示出示例實(shí)施例。將理解，當(dāng)一元件被稱為“連接到”或“耦接到”另一元件時(shí)，它可以直接連接到或耦接到另一元件，或者可以存在中間的元件。相反，當(dāng)一元件被稱為“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時(shí)，則沒(méi)有中間元件存在。如這里所用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)所列相關(guān)項(xiàng)目的任意及所有組合。將理解，雖然這里可以使用術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等來(lái)描述各種元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受到這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一元件、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)別開。因此，以下討論的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分可以被稱為第二元件、組件、區(qū)域、層或部分，而不背離不例實(shí)施例的教導(dǎo)。為了描述的方便，這里可以使用空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)諸如“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等來(lái)描述如附圖所示的一個(gè)元件或特征與另一個(gè)(些)元件或特征的關(guān)系。將理解，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在涵蓋除附圖所示取向之外器件在使用或操作中的不同方向。例如，如果在附圖中的器件被翻轉(zhuǎn)，被描述為在其他元件或特征“下面”或“下方”的元件將會(huì)取向在所述其他元件或特征的“上方”。因此，示范性術(shù)語(yǔ)“下面”可以涵蓋之上和之下兩種取向。器件也可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或在其它取向)，這里所使用的空間相對(duì)描述語(yǔ)作相應(yīng)地解釋。這里所用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述特定實(shí)施例的目的，并非要限制示例實(shí)施例。如這里所用的，除非上下文另有明確表述，單數(shù)形式“一”和“該”旨在包括復(fù)數(shù)形式。將進(jìn)一步理解的是，術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包含”，當(dāng)在本說(shuō)明書中使用時(shí)，指定了所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但并不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組合的存在或增加。這里參照截面圖描述示例實(shí)施例,這些圖為示例實(shí)施例的理想實(shí)施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖。因此，由例如制造技術(shù)和/或公差引起的圖示形狀的變化是可能發(fā)生的。因此，示例實(shí)施例不應(yīng)被解釋為限于這里所示的區(qū)域的特定形狀，而是包括由例如由制造引起的形狀偏差。例如，示出為矩形的注入?yún)^(qū)將通常具有圓化或彎曲的特征和/或在其邊緣處的注入濃度的梯度，而不是從注入?yún)^(qū)到非注入?yún)^(qū)的二元變化。類似地，通過(guò)注入形成的埋入?yún)^(qū)可以導(dǎo)致在埋入?yún)^(qū)和通過(guò)其進(jìn)行注入的表面之間的區(qū)域中的某些注入。因此，附圖中示出的區(qū)域在本質(zhì)上是示意性的，它們的形狀不旨在示出區(qū)域的實(shí)際形狀，也不旨在限制示例實(shí)施例的范圍。除非另行定義，這里使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))都具有示例實(shí)施例所屬領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所通常理解的相同的含義。將進(jìn)一步理解的是，諸如通用詞典中所定義的術(shù)語(yǔ)，除非此處加以明確定義，否則應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與它們?cè)谙嚓P(guān)領(lǐng)域的語(yǔ)境中的含義相一致 的含義，而不應(yīng)被解釋為理想化的或過(guò)度形式化的意義?，F(xiàn)在將參照附圖更全面地描述示例實(shí)施例。為了清楚起見，附圖所示的層或區(qū)域的寬度和厚度可以被夸大。相同的附圖標(biāo)記始終指代相同的元件。示例實(shí)施例涉及晶體管及其制造方法。圖1是示出根據(jù)示例實(shí)施例的晶體管的截面圖。參照?qǐng)D1，絕緣層ILl可以設(shè)置在基板SUBl上?；錝UBl可以為聚合物基板、玻璃基板或硅基板。聚合物基板可以由塑料形成，但不限于塑料?；錝UBl可以為柔性基板或剛性基板。基板SUBl可以為透明基板或不透明基板。絕緣層ILl可以由氧化物、氮化物或氮氧化物形成。插入層INl可以設(shè)置在基板SUBl和絕緣層ILl之間。插入層INl可以由絕緣材料(例如，聚合物或玻璃上旋涂(SOG)材料)形成。插入層INl是可選的，因此可以被省略。柵極Gl可以設(shè)置在絕緣層ILl上。柵極Gl可以由用于一般半導(dǎo)體器件的各種導(dǎo)電材料(例如，金屬和導(dǎo)電氧化物)中的任何一個(gè)形成。覆蓋柵極Gl的柵極絕緣層GIl可以設(shè)置在絕緣層ILl上。柵極絕緣層GIl可以由硅(Si)氧化物、Si氮化物、Si氮氧化物、具有高于Si氮化物的介電常數(shù)的高k材料(例如，鋁(Al)氧化物、鉿(Hf )氧化物或鋯(Zr )氧化物)或有機(jī)材料(例如，聚合物)形成。備選地，柵極絕緣層GIl可以具有上述材料中至少兩個(gè)的組合。柵極絕緣層GIl的厚度可以例如在從約IOnm至約30nm的范圍。柵極絕緣層GIl可以共形地形成在柵極Gl和絕緣層ILl上。因此，即使具有柵極絕緣層GIl也可以保持從絕緣層ILl突出的柵極Gl的形狀。溝道層Cl可以設(shè)置在柵極絕緣層GIl上。溝道層Cl可以設(shè)置在柵極Gl和絕緣層ILl上，其間具有柵極絕緣層GI1。溝道層Cl可以由石墨烯形成。例如，溝道層Cl可以為石墨烯層。溝道層Cl可以具有小厚度，例如幾nm至幾十nm的厚度。溝道層Cl可以共形地形成在柵極絕緣層GIl的頂表面上。因此，從絕緣層ILl突出的柵極Gl的形狀可以影響溝道層Cl的形狀。溝道層Cl可以覆蓋柵極Gl的兩個(gè)側(cè)表面和頂表面。溝道層Cl可以在柵極Gl的區(qū)域中具有三維(3D)結(jié)構(gòu)。換言之，溝道層Cl可以具有由于柵極Gl引起的3D結(jié)構(gòu)。溝道層Cl對(duì)應(yīng)于柵極Gl的區(qū)域可以為具有.ΓΤ狀截面的‘3D溝道區(qū)域3’。3D溝道區(qū)域3可以為溝道層Cl的中間部分。源極電極SI可以接觸溝道層Cl的第一區(qū)域，漏極電極Dl可以接觸溝道層Cl的第二區(qū)域。源極電極SI和漏極電極Dl可以設(shè)置在柵極Gl的兩側(cè)。源極電極SI可以與3D溝道區(qū)域3的一側(cè)間隔開，并且漏極電極Dl可以與3D溝道區(qū)域3的另一側(cè)間隔開。由于柵極Gl的電場(chǎng)不僅可以影響3D溝道區(qū)域3，還可以影響溝道層Cl設(shè)置在3D溝道區(qū)域3兩側(cè)的部分，所以溝道層Cl在源極電極SI和漏極電極Dl之間的區(qū)域可以由柵極Gl的電場(chǎng)控制，并且可以用作‘溝道’。如果溝道層Cl由石墨烯形成，則因?yàn)闇系缹覥l的電阻非常低，所以源極電極SI和漏極電極Dl之間通過(guò)溝道層Cl的電流流動(dòng)性可以非常好。源極電極SI和漏極電極Dl的每一個(gè)可以由用于一般半導(dǎo)體器件的各種導(dǎo)電材料的任何一個(gè)形成。例如，源極電極SI和漏極電極Dl的每一個(gè)都可以由金屬(例如，鎳(Ni)、銅(Cu)、鈷(Co)、鉬(Pt)或釕(Ru))及其合金中的至少一個(gè)形成。源極電極SI和漏極電極Dl的每一個(gè)都可以具有單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。如圖1所示，源極電極SI和漏極電極Dl的每一個(gè)可以形成為具有大于3D溝道區(qū)域3的高度的高度。然而，源極電極SI和漏極電極Dl的每一個(gè)的高度可以通過(guò) 蝕刻源極電極SI和漏極電極Dl的每一個(gè)的上部而減小。因此，源極電極SI和漏極電極Dl的每一個(gè)的高度可以類似于或低于3D溝道區(qū)域3的高度。圖2是示出圖1的晶體管的主要元件的平面圖。圖1可以是沿圖2的Α-Α’線剖取的截面圖。參照?qǐng)D2，柵極Gl具有在給定的方向(例如，Y軸方向)上延伸的線性形狀。柵極焊盤GPl可以進(jìn)一步設(shè)置在柵極Gl的一個(gè)端部上。柵極焊盤GPl可以具有大于柵極Gl的寬度的寬度。柵極Gl和柵極焊盤GPl可以整體地形成為一體。這樣，柵極焊盤GPl可以看作柵極Gl的一部分。溝道層Cl可以設(shè)置為覆蓋柵極Gl的至少一部分。溝道層Cl可以在垂直于柵極Gl的方向上(例如，在X軸方向上)延伸。柵極Gl可以跨過(guò)溝道層Cl的中間部分。源極電極SI可以在柵極Gl的一側(cè)設(shè)置在溝道層Cl上，漏極電極Dl可以在柵極Gl的另一側(cè)設(shè)置在溝道層Cl上。源極電極SI和漏極電極Dl可以與溝道層Cl對(duì)應(yīng)于柵極Gl的區(qū)域(也就是，圖1的3D溝道區(qū)域3)間隔開。圖2的柵極G1、溝道層Cl、源極電極SI和漏極電極Dl是示范性示出的，可以具有各種其它形狀。例如，溝道層Cl在源極電極SI和漏極電極Dl之間的區(qū)域的寬度可以小于溝道層Cl設(shè)置在源極電極SI和漏極電極Dl之下的區(qū)域的寬度。源極電極SI和漏極電極Dl的每一個(gè)可以延伸到溝道層Cl的外部。源極電極S1、漏極電極Dl和溝道層Cl可以具有各種其它形狀。圖3是示出根據(jù)示例實(shí)施例的晶體管的截面圖。圖3的晶體管是圖1的晶體管的變型。圖3的晶體管在源極電極SlO和漏極電極DlO的結(jié)構(gòu)上不同于圖1的晶體管。 參照?qǐng)D3，源極電極SlO可以包括第一源極電極部分(在下文，稱為第一源極部分)Sll和第二源極電極部分(在下文，稱為第二源極部分)S12。漏極電極DlO可以包括第一漏極電極部分(在下文，稱為第一漏極部分)Dll和第二漏極電極部分(在下文，稱為第二漏極部分)D12。第一源極部分Sll和第一漏極部分Dll可以分別與圖1的源極電極SI和漏極電極Dl相同或類似。第二源極部分S12可以設(shè)置在第一源極部分Sll和3D溝道區(qū)域3之間。第二漏極部分D12可以設(shè)置在第一漏極部分Dll和3D溝道區(qū)域3之間。第一源極部分Sll和3D溝道區(qū)域3可以通過(guò)第二源極部分S12連接，并且第一漏極部分Dll和3D溝道區(qū)域3可以通過(guò)第二漏極部分D12連接。第二源極部分S12和第二漏極部分D12的每一個(gè)都可以形成為具有小于3D溝道區(qū)域3的高度的高度。溝道層Cll在第二源極部分S12和第二漏極部分D12之間的區(qū)域可以為‘有效溝道區(qū)域’。有效溝道區(qū)域的長(zhǎng)度(即有效溝道長(zhǎng)度)可以根據(jù)第二源極部分S12和第二漏極部分D12每一個(gè)的高度(厚度)而變化。因此，有效溝道長(zhǎng)度可以通過(guò)調(diào)整第二源極部分S12和第二漏極部分D12每一個(gè)的高度(厚度)來(lái)控制。在圖3中，由于第二源極部分S12和第二漏極部分D12每一個(gè)的高度(或者，厚度)易于控制，所以有效溝道長(zhǎng)度可以易于控制。盡管在圖3中第二源極部分S12和第二漏極部分D12的每一個(gè)都具有小于3D溝道區(qū)域3的高度的高度，但是第二源極部分S12和第二漏極部分D12每一個(gè)的高度都可以被調(diào)整為等于或類似于3D溝道區(qū)域3的高度，如圖4所示。參照?qǐng)D4，第二源極部分S12’和第二漏極部分D12’可以具有等于3D溝道區(qū)域3的高度的高度。圖5是示出圖3的晶體管的主要元件的平面圖。圖3可以是沿圖5的A-A’線剖取的截面圖。參照?qǐng)D5，源極電極SlO可以設(shè)置在柵極Gl的一側(cè)，并且可以包括第一源極部分Sll和第二源極部分S12。第二源極部分S12可以設(shè)置在第一源極部分Sll和柵極Gl之間。漏極電極DlO可以設(shè)置在柵極G2的另一側(cè)，并且可以包括第一漏極部分Dll和第二漏極部分D12。第二漏極部分D12可以設(shè)置在第一漏極部分Dll和柵極Gl之間。柵極Gl和溝道層Cl的結(jié)構(gòu)可以與圖2的相同。圖6是示出根據(jù)示例實(shí)施例的晶體管的截面圖。圖6的晶體管是圖1的晶體管的變型。圖6的晶體管在源極電極S20和漏極電極D20的結(jié)構(gòu)上不同于圖1的晶體管。參照?qǐng)D6，源極電極S20和漏極電極D20可以設(shè)置在柵極Gl的兩側(cè)。源極電極S20可以包括第一源極電極部分(在下文，稱為第一源極部分)S21和第二源極電極部分(在下文，稱為第二源極部分)S22。第一源極部分S21可以在柵極Gl的一側(cè)設(shè)置在溝道層Cl上，第二源極部分S22可以連接到第一源極部分S21并可以設(shè)置在柵極Gl的第一側(cè)壁上。類似地，漏極電極D20可以包括第一漏極電極部分(在下文，稱為第一漏極部分)D21和第二漏極電極部分(在下文，稱為第二漏極部分)D22。第一漏極部分D21可以在柵極Gl的另一側(cè)設(shè)置在溝道層Cl上，第二漏極部分D22可以連接到第一漏極部分D21并可以設(shè)置在柵極Gl的第二側(cè)壁上。第一源極部分S21和第二源極部分S22可以具有類似的厚度，并且第一漏極部分D21和第二漏極部分D22可以具有類似的厚度。如果需要，第二源極部分S22和第二漏極部分D22每一個(gè)的高度可以被調(diào)整。有效溝道長(zhǎng)度可以根據(jù)第二源極部分S22和第二漏極部分D22的高度而變化。第二源極部分S22和第二漏極部分D22是可選的，因此可以被省略。圖7是示出根據(jù)示例實(shí)施例的晶體管的截面圖。圖7的晶體管是圖3的晶體管的變型。圖7的晶體管可以包括多個(gè)柵極(例如，第一柵極Gll和第二柵極G12)，它們?cè)谒椒较蛏媳舜碎g隔開。參照?qǐng)D7，絕緣層ILl可以設(shè)置在基板SUBl上。插入層INl可以設(shè)置在基板SUBl和絕緣層ILl之間。第一和第二柵極Gll和G12可以設(shè)置在絕緣層ILl上。第一和第二柵極Gl I和G12可以水平地彼此間隔開。溝道層Cll可以設(shè)置為覆蓋第一和第二柵極Gll和G12每一個(gè)的至少一部分。溝道層Cll可以包括對(duì)應(yīng)于第一柵極Gll的第一 3D溝道區(qū)域13和對(duì)應(yīng)于第二柵極G12的第二 3D溝道區(qū)域23。柵極絕緣層GIll可以設(shè)置在溝道層Cll與第一和第二柵極Gll和G12之間。柵極絕緣層GIll可以在溝道層Cll和絕緣層ILl之間延伸。第一源極電極SlOO和第二源極電極S200可以接觸溝道層Cll的不同區(qū)域。第一源極電極SlOO和第二源極電極S200可以彼此間隔開，使第一和第二柵極Gll和G12位于其間。也就是說(shuō)，第一源極電極SlOO可以設(shè)置在第一和第二柵極Gll和G12的一側(cè)，并且第二源極電極S200可以設(shè)置在第一和第二柵極Gll和G12的另一側(cè)。第一源極電極SlOO可以設(shè)置為鄰近第一柵極G11，第二源極電極S200可以設(shè)置為鄰近第二柵極G12。因此，第一柵極Gll可以設(shè)置在第一源極電極SlOO和第二柵極G12之間，第二柵極G12可以設(shè)置在第二源極電極S200和第一柵極Gll之間。第一源極電極SlOO可以包括第一源極電極部分(在下文，稱為1-1源極部分)SllO和第二源極電極部分(在下文，稱為1-2源極部分)S120。
1-2源極部分S120可以設(shè)置在1-1源極部分SllO和第一3D溝道區(qū)域13之間。第二源極電極S200可以包括第一源極電極`部分(在下文，稱為2-1源極部分)S210和第二源極電極部分(在下文，稱為2-2源極部分)S220。2-2源極部分S220可以設(shè)置在2_1源極部分S210和第二 3D溝道區(qū)域23之間。1-1源極部分SllO和2_1源極部分S210可以類似于圖3的第一源極部分S11，1-2源極部分S120和2-2源極部分S220可以類似于圖3的第二源極部分S12。漏極電極DlOO可以設(shè)置在第一 3D溝道區(qū)域13和第二 3D溝道區(qū)域23之間。漏極電極DlOO可以為相對(duì)于第一和第二源極電極SlOO和S200被共同地使用的‘公共漏極電極’。漏極電極DlOO可以具有等于或類似于1-2源極部分S120和2-2源極部分S220每一個(gè)的高度的高度。第一 3D溝道區(qū)域13的有效溝道長(zhǎng)度可以根據(jù)1-2源極部分S120和漏極電極DlOO每一個(gè)的高度來(lái)控制。類似地，第二 3D溝道區(qū)域23的有效溝道長(zhǎng)度可以根據(jù)
2-2源極部分S220和漏極電極DlOO每一個(gè)的高度來(lái)控制。圖8是示出圖7的晶體管的主要元件的平面圖。圖7可以是沿圖8的A-A’線剖取的截面圖。參照?qǐng)D8，第一柵極Gll和第二柵極G12可以彼此間隔開。第一柵極Gll和第二柵極G12可以具有在給定方向(例如，Y軸方向)上延伸的線性形狀，并可以在X軸方向上彼此間隔開。共同連接到第一和第二柵極Gll和G12的柵極焊盤GPlO可以設(shè)置在第一和第二柵極Gll和G12的一端。柵極焊盤GPlO以及第一和第二柵極Gll和G12可以整體地形成為一體。溝道層Cll可以設(shè)置為覆蓋第一和第二柵極Gll和G12每一個(gè)的至少一部分。溝道層Cll可以例如為石墨烯層。第一源極電極SlOO可以在第一和第二柵極Gll和G12的一側(cè)設(shè)置在溝道層Cll上，第二源極電極S200可以在第一和第二柵極Gll和G12的另一側(cè)設(shè)置在溝道層Cll上。第一源極電極SlOO可以包括1-1源極部分SllO和1-2源極部分S120,并且第二源極電極S200可以包括2-1源極部分S210和2_2源極部分S220。1_2源極部分S120可以設(shè)置在1-1源極部分SllO和第一柵極Gll之間，2_2源極部分S220可以設(shè)置在2-1源極部分S210和第二柵極G12之間。漏極電極DlOO可以設(shè)置在第一和第二柵極Gll和G12之間。漏極電極DlOO可以具有在平行于第一和第二柵極Gll和G12的方向上(即，在Y軸方向上)延伸的線性形狀。漏極焊盤DP100可以設(shè)置在漏極電極DlOO的端部上。漏極電極DlOO和漏極焊盤DP100可以整體地形成為一體，但是示例實(shí)施例不限于此。漏極焊盤DP100可以看作漏極電極DlOO的一部分。漏極焊盤DP100可以形成為具有等于或類似于1-1源極部分SllO和2-1源極部分S210每一個(gè)的高度的高度。漏極焊盤DP100可以由與1-1源極部分SllO和2-1源極部分S210每一個(gè)的材料相同或類似的材料形成。然而，如果需要，漏極焊盤DP100可以形成為具有與1-1源極部分SllO和2-1源極部分S210每一個(gè)的高度和/或材料不同的高度和/或材料。例如，漏極焊盤DP100可以形成為具有與漏極電極DlOO的材料和/或高度相同的材料和/或高度。圖8的元件是示范性示出的，可以具有各種其它的形狀。根據(jù)示例實(shí)施例的晶體管包括具有3D結(jié)構(gòu)的溝道層Cl或C11。具有3D結(jié)構(gòu)的溝道層Cl或Cll可以為石墨烯層。因此，晶體管可以為“3D石墨烯溝道晶體管”。具有3D結(jié)構(gòu)的溝道層Cl或Cll可以比具有二維(2D)結(jié)構(gòu)(即平面結(jié)構(gòu))溝道層更容易保證足夠的有效溝道長(zhǎng)度。也就是說(shuō)，當(dāng)包括具有2D結(jié)構(gòu)的溝道層的晶體管被按比例縮小時(shí)，難以保證足夠的溝道長(zhǎng)度。然而，即使在包括具有3D結(jié)構(gòu)的溝道層Cl或Cll的晶體管按比例縮小時(shí)，也可以保證足夠的有效溝道長(zhǎng)度。因此，根據(jù)示例實(shí)施例的晶體管可以適合于增加集成度和器件的按比例縮小。在圖3中，因?yàn)橛行系篱L(zhǎng)度易于通過(guò)調(diào)整第二源極部分S12和第二漏極部分D12每一個(gè)的高度(或者，厚度)來(lái)控制，所以可以易于控制晶體管的特性。與圖3類似，圖7的晶體管的有效溝道長(zhǎng)度可以易于控制。此外，在圖3中，第二源極部分S12和第二漏極部分D12可以自對(duì)準(zhǔn)。這與形成第二源極部分S12和第二漏極部分D12的方法有關(guān)，將稍后詳細(xì)說(shuō)明。由于第二源極部分S12和第二漏極部分D12是自對(duì)準(zhǔn)的，所以可以防止(或減少)未對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題。此外，由于第二源極部分S12和第二漏極部分D12是自對(duì)準(zhǔn)的，所以可以減小柵極Gl和第二源極部分S12之間的間隔以及柵極Gl和第二漏極部分D12之間的間隔，并且因此可以減小第二源極部分S12和第二漏極部分D12之間的電阻。因此，可以改善晶體管的工作特性。因?yàn)閳D7的1-2源極部分S120、2-2源極部分S220和漏極電極D100也可以是自對(duì)準(zhǔn)的，所以可以防止(或者，減少)未對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題并可以改善圖7的晶體管的特性。圖6的源極電極S20和漏極電極D20也可以自對(duì)準(zhǔn)。 圖9A至9C是示出根據(jù)示例實(shí)施例的晶體管的截面圖。圖9B是沿圖9C的1-1’線剖取的截面圖。圖9C是沿圖9A的11-11’線剖取的截面圖。圖9A至9C的晶體管可以具有包括底部柵極GlO和頂部柵極G20的雙柵極結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D9A，插入層INl和絕緣層ILl可以順序地設(shè)置在基板SUBl上，并且底部柵極GlO可以設(shè)置在絕緣層ILl上。覆蓋底部柵極GlO的第一柵極絕緣層GIlO可以設(shè)置在絕緣層ILl上。溝道層C15可以設(shè)置在第一柵極絕緣層GIlO上。溝道層C15可以形成為包括石墨烯。例如，溝道層C15可以為石墨烯層。溝道層C15可以具有由于底部柵極GlO引起的3D結(jié)構(gòu)。溝道層C15的3D結(jié)構(gòu)可以在下面在圖9B中說(shuō)明。源極電極S15可以接觸溝道層C15的第一區(qū)域，漏極電極D15可以接觸溝道層C15的第二區(qū)域。覆蓋源極電極S15和漏極電極D15的第二柵極絕緣層GI20可以設(shè)置在溝道層C15上。頂部柵極G20可以設(shè)置在第二柵極絕緣層GI20上。頂部柵極G20可以設(shè)置在源極電極S15和漏極電極D15之間。接觸底部柵極GlO的第一接觸電極CElO可以進(jìn)一步設(shè)置在第二柵極絕緣層GI20上。第一接觸電極CElO可以通過(guò)接觸孔接觸底部柵極G10，該接觸孔穿過(guò)第二柵極絕緣層GI20、溝道層C15和第一柵極絕緣層GI10。溝道層C15可以不在接觸孔的內(nèi)壁處暴露。也就是說(shuō)，溝道層C15在接觸孔中的部分可以由第一和第二柵極絕緣層GIlO和GI20覆蓋。因此，溝道層C15和第一接觸電極CElO可以彼此電隔離。第一接觸電極CElO可以設(shè)置在漏極電極D15的一側(cè)，但是示例實(shí)施例不限于此，第一接觸電極CElO可以形成在另外的位置。底部柵極GlO形成第一接觸電極CElO的區(qū)域可以為焊盤區(qū)域。圖9B可以為沿圖9A的1_1’線剖取的截面圖。參照?qǐng)D9B，溝道層C15可以具有由于底部柵極GlO引起的3D結(jié)構(gòu)，并且設(shè)置在溝道層C15上的頂部柵極G20可以具有3D結(jié)構(gòu)。頂部柵極G20可以在溝道層C15的區(qū)域中具有3D結(jié)構(gòu)。圖9C可以為沿圖9A的11-11’線剖取的截面圖。參照?qǐng)D9C，漏極電極D15可以接觸溝道層C15，溝道層C15形成為具有由于底部柵極GlO引起的3D結(jié)構(gòu)。第 二柵極絕緣層GI20可以設(shè)置在漏極電極D15上。圖10是示出圖9A至9C的晶體管的主要元件的平面圖。圖9A可以為沿圖10的A-A’線剖取的截面圖。圖9B可以為沿圖10的B-B’線剖取的截面圖。圖9C可以為沿圖10的C-C’線剖取的截面圖。參照?qǐng)D10，底部柵極GlO可以包括在給定方向(例如，Y軸方向)上延伸的線性圖案部分LP11，并且還可以包括設(shè)置在線性圖案部分LPll的一端的底部柵極焊盤GP11。底部柵極焊盤GPll可以具有大于線性圖案部分LPll的寬度的寬度。溝道層C15可以形成為完全覆蓋底部柵極G10。源極電極S15可以與線性圖案部分LPll的第一區(qū)域交疊。漏極電極D15可以具有與線性圖案部分LPll的第二區(qū)域交疊的結(jié)構(gòu)。頂部柵極G20可以設(shè)置在源極電極S15和漏極電極D15之間。第一接觸電極CElO可以接觸底部柵極焊盤GP11。類似地，第二接觸電極CE20和第三接觸電極CE30可以分別接觸源極電極S15和漏極電極D15。圖10的元件是示范性示出的，可以具有各種其它形狀。在圖9A中，溝道層C15可以由單層石墨烯形成，然而示例實(shí)施例不限于此。溝道層C15可以由雙層石墨紐形成。圖11示出溝道層C15由雙層石墨烯形成的情形。參照?qǐng)D11，溝道層C15’可以包括第一石墨烯I和第二石墨烯2。第一石墨烯I和第二石墨烯2可以構(gòu)成雙層石墨烯。這樣，當(dāng)溝道層C15’由雙層石墨烯形成時(shí)，由于溝道層C15’的帶隙可以大于由單層石墨烯形成的溝道層的帶隙，所以可以提高包括由雙層石墨烯形成的溝道層C15’的晶體管的導(dǎo)通/截止電流比。圖12A和12B是示出根據(jù)示例實(shí)施例的晶體管的截面圖。圖12B是沿圖12A的1-1’線剖取的截面圖。參照?qǐng)D12A，絕緣層ILlO可以設(shè)置在基板SUBl上。插入層INl可以設(shè)置在基板SUBl和絕緣層ILlO之間。絕緣層ILlO的一個(gè)區(qū)域可以比絕緣層ILlO的其它區(qū)域向上突出。也就是，絕緣層ILlO可以包括向上突出的凸起P1。覆蓋凸起Pl的溝道層C25可以設(shè)置在絕緣層ILlO上。溝道層C25可以形成為包括石墨烯。例如,溝道層C25可以為石墨烯層。源極電極S25和漏極電極D25可以分別接觸溝道層C25的第一和第二區(qū)域。源極電極S25可以設(shè)置為與凸起Pl的一端交疊，漏極電極D25可以設(shè)置為與凸起Pl的另一端交疊。覆蓋源極電極S25和漏極電極D25的柵極絕緣層GI25可以設(shè)置在溝道層C25上。柵極G25可以設(shè)置在柵極絕緣層GI25上。柵極G25可以設(shè)置在源極電極S25和漏極電極D25之間。圖12B可以為沿圖12A的1_1’線剖取的截面圖。參照?qǐng)D12B，溝道層C25可以具有由于凸起Pl引起的3D結(jié)構(gòu)。柵極G25可以在溝道層C25的區(qū)域中具有3D結(jié)構(gòu)。圖13是示出圖12A和12B的晶體管的主要元件的平面圖。圖12A可以為沿圖13的A-A’線剖取的截面圖，圖12B可以為沿圖13的B-B’線剖取的截面圖。參照?qǐng)D13，凸起Pl可以具有在給定方向(例如，Y軸方向)上延伸的線性形狀。溝道層C25可以設(shè)置為覆蓋凸起P1。源極電極S25可以接觸溝道層C25的第一區(qū)域，該第一區(qū)域?qū)?yīng)于凸起Pl的一端。漏極電極D25可以接觸溝道層C25的第二區(qū)域，該第二區(qū)域?qū)?yīng)于凸起Pl的另一端。柵極G 25可以設(shè)置為與源極電極S25和漏極電極D25之間的凸起Pl交疊。第一接觸電極CEll可以接觸源極電極S25，第二接觸電極CE22可以接觸漏極電極 D25。圖14A至14G是示出根據(jù)示例實(shí)施例制造晶體管的方法的截面圖。參照?qǐng)D14A，包括溝槽Tl的模具層120可以形成在第一基板100上。第一基板100可以例如為硅基板。在形成模具層120之前，層間層110可以形成在第一基板100上，然后模具層120可以形成在層間層110上。層間層110可以防止第一基板100和模具層120之間的反應(yīng)，例如硅化反應(yīng)。此外，層間層Iio可以防止第一基板100和模具層120之間的材料擴(kuò)散。層間層110可以為絕緣層(例如，硅氧化物層)。如果第一基板100是硅基板，則用作層間層110的硅氧化物層可以通過(guò)氧化第一基板100的頂表面而形成。層間層110的厚度可以在從約IOOnm至約300nm的范圍。層間層110的材料以及形成層間層110的方法不限于如上所述的那些，可以不同地改變。例如，層間層110可以由氮化物形成，并且可以通過(guò)使用除氧化之外的方法形成。如果需要，可以不形成層間層110。模具層120可以由用于形成石墨烯的催化劑材料形成。這樣，模具層120可以為催化劑層。例如，模具層120可以由金屬(例如，鎳(Ni)、銅(Cu)、鈷(Co)、鉬(Pt)或釕(Ru))及其組合中的至少一種形成。模具層120可以具有單層或多層結(jié)構(gòu)。模具層120可以通過(guò)采用各種方法(例如，鍍覆、蒸發(fā)、濺射、化學(xué)氣相沉積(CVD)和原子層沉積(ALD))中的任何一個(gè)形成。模具層120可以形成至在從約IOOnm至約500nm的范圍內(nèi)的厚度。
溝槽Tl可以通過(guò)采用各種方法中的任何一個(gè)形成。例如，溝槽Tl可以通過(guò)采用蝕刻工藝形成。也就是，在形成具有均勻厚度的模具材料層之后，溝槽Tl可以通過(guò)蝕刻模具材料層的一部分至期望的深度而形成。溝槽Tl的深度可以小于模具層120的厚度。因此，模具層120具有期望厚度的部分可以保持在溝槽Tl下。如果需要，額外催化劑層(未示出)可以進(jìn)一步形成在包括溝槽Tl的模具層120上。額外催化劑層可以共形地形成至相對(duì)小的厚度。通過(guò)形成額外催化劑層，可以調(diào)整溝槽Tl的大小(例如，寬度或深度)，并且可以不暴露由于蝕刻損壞的部分。包括溝槽Tl的模具層120可以通過(guò)使用除蝕刻之外的方法形成。例如，包括溝槽Tl的模具層120可以通過(guò)使用剝離法形成。具體地，在具有期望厚度的第一催化劑層形成在層間層110上之后，對(duì)應(yīng)于溝槽Tl區(qū)域的掩模圖案(例如，光致抗蝕劑)可以形成在第一催化劑層上，然后第二催化劑層可以在掩模圖案周圍形成在第一催化劑層上。在此情形下，第二催化劑層的材料也可以形成在掩模圖案上。接下來(lái)，可以去除掩模圖案。在去除掩模圖案時(shí)，也可以去除形成在掩模圖案上的第二催化劑層的材料。包括第一催化劑層和在第一催化劑層上形成的第二催化劑層的結(jié)構(gòu)可以為圖14A的包括溝槽Tl的模具層120。參照?qǐng)D14B，溝道層130可以形成在模具層120上。溝道層130可以共形地形成在模具層120的頂表面上。溝道層130可以具有由于溝槽Tl引起的3D結(jié)構(gòu)。溝道層130的材料可以為石墨烯。在此情形下，模具層120可以為用于生長(zhǎng)石墨烯的催化劑層。也就是，石墨烯層可以通過(guò)利用模具層120作為催化劑層而生長(zhǎng)在模具層120上，并且石墨烯層可以用作溝道層130。石墨烯層可以通過(guò)利用CVD或高溫分解而形成。如果石墨烯層通過(guò)利用CVD形成，則包括碳的源氣體被提供到模具層120 (S卩，催化劑層)。源氣體的示例可以包括CH4、C2H2, C2H4, CO或類似物。為了形成石墨烯層，會(huì)需要約700° C至約1100° C的高溫工藝。因此，第一基板100需要由可承受高溫工藝的材料形成。這樣，第一基板100可以為硅基板。然而，任何基板可以用作第一基板100，只要它可以承受高溫工藝。例如，石英基板可以用作第一基板100。如果需要，SiC基板可以用作第一基板100。如果SiC基板用作第一基板100，則在溝槽形成在SiC基板中之后，石墨烯層可以直接形成在包括溝槽的SiC基板上。也就是，石墨烯層可以通過(guò)采用SiC基板作為模具層形成，而沒(méi)有額外的催化劑層。盡管在當(dāng)前的示例實(shí)施例中主要描述了溝道層130是石墨烯層的情形，但是如果需要，可以改變溝道層130 的材料。參照?qǐng)D14C，柵極絕緣層140可以形成在溝道層130上。柵極絕緣層140可以共形地形成在溝道層130的頂表面上。柵極絕緣層140可以由Si氧化物、Si氮化物、Si氮氧化物、具有高于Si氮化物的介電常數(shù)的高k材料(例如，Al氧化物、Hf氧化物或Zr氧化物)或有機(jī)材料(例如，聚合物)形成?？蛇x地，柵極絕緣層140可以由前述材料中的至少兩種的組合形成。柵極絕緣層140可以通過(guò)采用熱ALD、熱CVD或蒸發(fā)形成。在形成柵極絕緣層140時(shí)，工藝溫度可以等于或低于約400° C，但是如果需要，可以高于400° C。柵極絕緣層140的厚度可以例如在從約IOnm至約30nm的范圍。接下來(lái)，柵極150可以形成在溝槽Tl中。柵極150可以由用于一般半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電材料(例如，金屬或?qū)щ娧趸?形成。在柵極材料層形成在柵極絕緣層140的整個(gè)表面上之后，柵極150可以通過(guò)去除柵極材料層的除設(shè)置在溝槽Tl中的部分之外的部分而形成。備選地，在通過(guò)其暴露溝槽Tl的掩模層形成在柵極絕緣層140上之后，柵極150可以通過(guò)僅在溝槽Tl中沉積柵極材料層而形成。柵極150可以通過(guò)采用各種其它方法形成。柵極150的位置可以由溝槽Tl自動(dòng)地確定。參照?qǐng)D14D，絕緣層160可以形成在柵極絕緣層140和柵極150上。絕緣層160可以由氧化物、氮化物或氮氧化物形成。插入層170可以形成在絕緣層160上。插入層170可以由絕緣材料(例如，聚合物或SOG材料)形成。插入層170可以例如通過(guò)采用旋涂形成。插入層170可以形成為具有平坦的表面。如果插入層170不具有平坦的表面，則可以額外地進(jìn)行平坦化插入層170的表面的工藝。可以形成插入層170從而易于在后續(xù)工藝中附接第二基板200。此外，如果形成插入層170，則可以提高圖14D的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。然而，插入層170是可選的，因此可以被省略。接下來(lái)，第二基板200可以附接到插入層170。第二基板200可以對(duì)應(yīng)于圖1的基板SUBl。第二基板200可以附接到柵極絕緣層140和柵極150使絕緣層160和插入層170位于其間。第二基板200可以例如為聚合物基板、玻璃基板或硅基板。聚合物基板可以由塑料形成，但不限于塑料。如果第二基板200包括聚合物，則第二基板200可以為膠帶。然而，第二基板200的材料不限于此，可以被不同地改變。也就是，第二基板200可以由除聚合物、玻璃和硅之外的材料形成。如果需要，粘合劑層(未示出)可以進(jìn)一步設(shè)置在插入層170和第二基板200之間。第 二基板200可以防止溝道層130在分離第一基板100的工藝以及后續(xù)工藝中被折疊或起皺。也就是，第二基板200可以用作支撐部分。根據(jù)情況，插入層170可以用作支撐元件來(lái)代替第二基板200。在此情形下，插入層170可以看作基板，并且可以省略第二基板200。參照?qǐng)D14E，第一基板100可以被去除或分離。去除第一基板100的方法可以被不同地執(zhí)行。例如，第一基板100可以通過(guò)蝕刻層間層110而去除或分離。為了蝕刻層間層110，可以使用包括例如氫氟酸(HF)的蝕刻劑。去除或分離第一基板100的工藝不限于此，可以改變。例如，在第一基板100通過(guò)使用拋光工藝被大部分去除之后，第一基板100的剩余部分可以通過(guò)使用蝕刻劑去除，然后可以去除層間層110。用于去除第一基板100的剩余部分的蝕刻劑的示例可以包括氫氧化鉀(KOH)和四甲基氫氧化銨(TMAH)。參照?qǐng)D14F，可以顛倒其上形成模具層120、溝道層130、柵極絕緣層140和柵極150的第二基板200。參照?qǐng)D14G，源極電極部分120a和漏極電極部分120b可以通過(guò)部分蝕刻模具層120形成。由于模具層120可以為導(dǎo)電層(例如，金屬層)，所以源極電極部分120a和漏極電極部分120b可以由模具層120形成。源極電極部分120a可以在柵極150的一側(cè)形成在溝道層130上，漏極電極部分120b可以在柵極150的另一側(cè)形成在溝道層130上。源極電極部分120a和漏極電極部分120b的每一個(gè)可以具有大于溝道層130對(duì)應(yīng)于柵極150的區(qū)域(即，3D溝道區(qū)域30)的高度的高度。將更詳細(xì)地說(shuō)明形成源極電極部分120a和漏極電極部分120b的方法。在第一掩模圖案(未示出)形成在圖14F的模具層120上之后，模具層120和溝道層130可以通過(guò)采用第一掩模圖案作為蝕刻屏障而被依次圖案化。這樣，溝道層130的形狀可以限定為類似于圖2的溝道層Cl。在此情況下，模具層120可以被圖案化為具有與溝道層130相同的形狀。接下來(lái)，第一掩模圖案可以被去除，并且第二掩模圖案(未示出)可以形成在模具層120上。第二掩模圖案可以具有開口，柵極150的上部區(qū)域和模具層120在柵極150周圍的區(qū)域通過(guò)該開口暴露。源極電極部分120a和漏極電極部分120b可以通過(guò)采用第二掩模圖案作為蝕刻屏障蝕刻模具層120而形成為如圖14G所示。源極電極部分120a和漏極電極部分120b可以具有與圖2的源極電極SI和漏極電極Dl相同的形狀或類似的形狀。因此，圖14G的晶體管可以具有與圖2的晶體管相同的平面結(jié)構(gòu)或類似的平面結(jié)構(gòu)。圖14A至14G的方法可以進(jìn)行各種改變。例如，第一基板100可以通過(guò)蝕刻模具層120而不是圖14E中的層間層110而被去除或分離。在此情況下，由于去除了模具層120，所以源極電極部分120a和漏極電極部分120b可以不由模具層120形成。因此，在沉積額外的導(dǎo)電層之后，類似于源極電極部分120a和漏極電極部分120b的源極電極和漏極電極可以通過(guò)蝕刻額外的導(dǎo)電層而形成。在圖14A至14G中，晶體管通過(guò)如下制造:在第一基板100上形成具有由于溝槽Tl引起的3D結(jié)構(gòu)的溝道層130 ;在溝槽Tl中形成柵極150 ;將第二基板200附接到柵極150 ；去除第一基板100 ;以及對(duì)第二基板200上溝道層130進(jìn)行其余的工藝。在此情況下，溝道層130可以為石墨烯層。該方法可以減小損壞或污染溝道層130 (S卩，石墨烯層)的可能性。在現(xiàn)有技術(shù)中，石墨烯生長(zhǎng)在第一基板上，石墨烯從第一基板分離并被轉(zhuǎn)移到另一個(gè)基板。因此，石墨烯可能破裂或起皺，并可能暴露到各種污染物，從而石墨烯的質(zhì)量會(huì)易于惡化。然而，在根據(jù)示例實(shí)施例的方法中，在石墨烯層(即，溝道層130)形成在第一基板100上之后，第二基板200附接到石墨烯層(即，溝道層130 )，然后第一基板100被分離或去除以轉(zhuǎn)移石墨烯層(即，溝道層130)。因此，可以防止石墨烯層(即，溝道層130)破裂或起皺。此外，由于被其它層(例如，模具層120和柵極絕緣層140)保護(hù)的石墨烯層(S卩，溝道層130)轉(zhuǎn)移到第二基板200，所以可以極大地降低石墨烯層(S卩，溝道層130)在轉(zhuǎn)移時(shí)被損壞或污染的可能性。因此，可以制造包括聞質(zhì)量石墨稀的聞性能器件。此外，由于源極電極120a和漏極電極120b可以由模具層120形成，所以可以簡(jiǎn)化制造工藝，并可以降低制造成本。此外，由于柵極150在3D溝道區(qū)域30上的位置可以被自對(duì)準(zhǔn)，所以可以防止未 對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題。另外，由于各種基板可以用作作為最終基板的第二基板200，所以可以提高器件的可用性，并且可以擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。例如，如果柔性基板用作第二基板200，則根據(jù)示例實(shí)施例的晶體管可以用于柔性顯示器。如果透明基板(例如，玻璃基板)用作第二基板200，則該晶體管可以用于透明顯示器。此外，除了顯示器之外，該晶體管可以應(yīng)用于高頻器件(例如，射頻(RF)器件)。圖15A至15E是示出根據(jù)示例實(shí)施例制造晶體管的方法的截面圖。參照?qǐng)D15A，感光膜PRl可以形成在圖14G的結(jié)構(gòu)上。也就是，感光膜PRl可以形成為覆蓋圖14G的源極電極部分120a、漏極電極部分120b以及源極電極部分120a和漏極電極部分120b之間的溝道層130。參照?qǐng)D15B，背側(cè)曝光工藝可以相對(duì)于感光膜PRl執(zhí)行。也就是，光LI可以從第二基板200的底表面發(fā)射到感光膜PRl。光LI可以例如為紫外線。由于光LI不會(huì)透射通過(guò)源極電極部分120a、漏極電極部分120b和柵極150，所以源極電極部分120a、漏極電極部分120b和柵極150可以用作曝光掩模。因此，僅感光膜PRl沒(méi)有被源極電極部分120a、漏極電極部分120b和柵極150覆蓋的部分被選擇性曝光，被曝光部分的特性可以改變。例如，感光膜PRl的被曝光部分可以改變?yōu)榭扇軈^(qū)域PRla。感光膜PRl被源極電極部分120a、漏極電極部分120b和柵極150覆蓋的部分可以為不可溶區(qū)域PRlb。接下來(lái)，感光膜PRl可以采用顯影劑顯影。在此情況下，僅可溶區(qū)域PRla可以被選擇性去除，不可溶區(qū)域PRlb可以保留。顯影工藝的所得結(jié)構(gòu)在圖15C中示出。圖15C的設(shè)置在源極電極部分120a、漏極電極部分120b和柵極150上的不可溶區(qū)域PRlb可以被稱作掩模圖案Ml。掩模圖案Ml可以通過(guò)采用除背側(cè)曝光之外的方法形成。此外，掩模圖案Ml可以由除感光材料之外的材料形成。參照?qǐng)D15D,導(dǎo)電層180可以沉積在掩模圖案Ml和溝道層130上。導(dǎo)電層180可以形成在沒(méi)有被掩模圖案Ml覆蓋的區(qū)域(也就是，溝道層130在源極電極部分120a和柵極150之間的區(qū)域以及溝道層130在漏極電極部分120b和柵極150之間的區(qū)域)上。導(dǎo)電層180也可以形成在掩模圖案Ml上。接下來(lái)，可以去除掩模圖案Ml。在此情況下，導(dǎo)電層180形成在掩模圖案Ml上的部分也可以被去除。在去除圖15D的掩模圖案Ml和形成在掩模圖案Ml上的導(dǎo)電層180之后獲得的所得結(jié)構(gòu)在圖15E中示出。參照?qǐng)D15E，導(dǎo)電層180形成在源極電極部分(在下文，稱為第一源極電極部分)120a和柵極150之間的部分可以被稱作第二源極電極部分180a，導(dǎo)電層180形成在漏極電極部分(在下文，稱為第一漏極電極部分)120b和柵極150之間的部分可以被稱作第二漏極電極部分180b。第一源極電極部分(在下文，稱為第一源極部分)120a和第二源極電極部分(在下文，稱為第二源極部分)180a可以構(gòu)成一個(gè)‘源極電極’，第一漏極電極部分(在下文，稱為第一漏極部分)120b和第二漏極電極部分(在下文，稱為第二漏極部分)180b可以構(gòu)成一個(gè)‘漏極電極’。第一源極部分120a和第二源極部分180a可以分別對(duì)應(yīng)于圖3的第一源極部分Sll和第二源極部分S12，第一漏極部分120b和第二漏極部分180b可以分別對(duì)應(yīng)于圖3的第一漏極部分Dll和第二漏極部分D12。第二源極部分180a和第二漏極部分180b每一個(gè)的高度可以易于調(diào)整。也 就是，第二源極部分180a和第二漏極部分180b每一個(gè)的高度可以通過(guò)控制圖15D中的導(dǎo)電層180的厚度而易于控制。第二源極部分180a和第二漏極部分180b的每一個(gè)可以形成為具有等于或類似于3D溝道區(qū)域30的高度的高度。因此，可以獲得類似于圖4的結(jié)構(gòu)。在圖15A至15E中，第二源極部分180a和第二漏極部分180b可以自對(duì)齊。換言之，第二源極部分180a和第二漏極部分180b的位置可以相對(duì)于柵極150自對(duì)準(zhǔn)。因此，可以防止或抑制未對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題。此外，由于自對(duì)準(zhǔn)，可以減小第二源極部分180a和第二漏極部分180b之間的電阻，并且可以改善晶體管的工作特性。此外，晶體管的有效溝道長(zhǎng)度可以通過(guò)控制第二源極部分180a和第二漏極部分180b每一個(gè)的高度(或者，厚度)而易于調(diào)整。圖16A至16E是示出根據(jù)示例實(shí)施例制造晶體管的截面圖。參照?qǐng)D16A，可以制備類似于圖14G的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。圖16A的結(jié)構(gòu)可以對(duì)應(yīng)于圖14G的結(jié)構(gòu)，除了源極電極部分120a和漏極電極部分120b之外。參照?qǐng)D16B，印刷構(gòu)件PNTl可以設(shè)置在溝道層130上方。印刷構(gòu)件PNTl可以包括支撐層PLl和設(shè)置在支撐層PLl的底表面上的自裝配單層(SAM) PL2。參照?qǐng)D16C，在使印刷構(gòu)件PNTl和溝道層130彼此接觸之后，印刷構(gòu)件PNTl和溝道層130可以彼此分開。在此情況下，溝道層130的凸起(S卩，3D溝道區(qū)域30的頂表面)可以接觸印刷構(gòu)件PNTl的SAM PL2。結(jié)果，SAMPL2的部分PL2a可以附著到3D溝道區(qū)域30的頂表面。SAM PL2的附著到3D溝道區(qū)域30的頂表面的部分PL2a可以用作‘掩?！＿@樣，在示例實(shí)施例中，掩模(即，部分PL2a)可以通過(guò)采用微接觸印刷法形成在3D溝道區(qū)域30上。掩?？梢圆捎酶鞣N其它方法形成，并且掩模的材料可以被不同地改變。參照?qǐng)D16D，通過(guò)采用SAM PL2的附著到3D溝道區(qū)域30的頂表面的部分PL2a作為掩模，第一導(dǎo)電層190a和第二導(dǎo)電層190b可以在3D溝道區(qū)域30的兩側(cè)形成在溝道層130 上。接下來(lái)，可以去除SAM PL2的部分PL2a。在去除SAM PL2的部分PL2a之后獲得的所得結(jié)構(gòu)在圖16E中不出。在圖16E中，第一導(dǎo)電層190a和第二導(dǎo)電層190b可以分別對(duì)應(yīng)于圖6的源極電極S20和漏極電極D20。在圖16A至16E中，掩模(即，圖16C的部分PL2a)可以自對(duì)準(zhǔn)，并且第一導(dǎo)電層190a和第二導(dǎo)電層190b可以在掩模(即，圖16C的部分PL2a)的兩側(cè)自對(duì)準(zhǔn)。因此，可以防止(或減少)未對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題，并且可以改善晶體管的工作特性。圖7的晶體管可以通過(guò)修改圖14A至14G的方法和圖15A至15E的方法來(lái)制造，這將參照?qǐng)D17A和17B來(lái)簡(jiǎn)單地說(shuō)明。參照?qǐng)D17A，可以制備如下的結(jié)構(gòu)，其中插入層170A和絕緣層160A依次堆疊在第二基板200A上，第一和第二柵極150A和150B形成在絕緣層160A上，柵極絕緣層140A和溝道層130A形成為覆蓋第一和第二柵極150A和150B，第一源極電極部分120A和第二源極電極部分120B提供在溝道層130A上。形成該結(jié)構(gòu)的方法可以類似于圖14A至14G的方法。參照?qǐng)D17B，可以形成第一至第三導(dǎo)電層180A、180B和180C。形成第一至第三導(dǎo)電層180AU80B和180C的方法 可以類似于形成圖15E的第二源極部分180a和第二漏極部分180b的方法。第一導(dǎo)電層180A可以設(shè)置在溝道層130的在第一源極電極部分120A和第一柵極150A之間的區(qū)域上，第二導(dǎo)電層180B可以設(shè)置在溝道層130的在第二源極電極部分120B和第二柵極150B之間的區(qū)域上，第三導(dǎo)電層180C可以設(shè)置在溝道層130的在第一和第二柵極150A和150B之間的區(qū)域上。第一導(dǎo)電層180A和第二導(dǎo)電層180B可以分別對(duì)應(yīng)于圖7的1-2源極部分S120和2-2源極部分S220。第三導(dǎo)電層180C可以對(duì)應(yīng)于圖7的漏極電極DlOO。圖18A至18E是示出根據(jù)示例實(shí)施例制造晶體管的方法的截面圖。參照?qǐng)D18A，可以制備如下的結(jié)構(gòu)，其中插入層175和絕緣層165依次堆疊在第二基板205上，底部柵極155形成在絕緣層165上，第一柵極絕緣層145和溝道層135形成為覆蓋底部柵極155，源極電極125A和漏極電極125B提供在溝道層135上。形成該結(jié)構(gòu)的方法可以類似于圖14A至14G的方法。源極電極125A和漏極電極125B可以由對(duì)應(yīng)于圖14F的模具層120的模具層形成。可選地，源極電極125A和漏極電極125B可以由另外的導(dǎo)電層而不是模具層形成。參照?qǐng)D18B，暴露部分第一柵極絕緣層145的開口 5可以通過(guò)去除溝道層135的一部分而形成。開口 5可以在漏極電極125B的一側(cè)形成在底部柵極155之上。漏極電極125B可以設(shè)置在開口 5和源極電極125A之間。參照?qǐng)D18C，覆蓋源極電極125A和漏極電極125B的第二柵極絕緣層185可以形成在第一柵極絕緣層145被開口 5 (見圖18B)暴露的部分和溝道層135上。
參照?qǐng)D18D，暴露一部分底部柵極155的接觸孔55可以通過(guò)局部蝕刻開口 5 (見圖18B)中的第二柵極絕緣層185和第一柵極絕緣層145而形成。接觸孔55的尺寸(寬度)可以小于開口 5 (見圖18B)的尺寸(寬度)。因此，溝道層135可以不在接觸孔55的內(nèi)壁處暴露。參照?qǐng)D18E，可以形成頂部柵極195和第一接觸電極196A。頂部柵極195可以形成在源極電極125A和漏極電極125B之間的第二柵極絕緣層185上。第一接觸電極196A可以形成為接觸接觸孔55 (見圖18D)中的底部柵極155。第一接觸電極196A可以與溝道層135電隔尚。圖19是沿圖18E的1-1’線剖取的截面圖。圖20是沿圖18E的11_11’線剖取的截面圖。圖19和20的結(jié)構(gòu)可以類似于圖9B和9C的結(jié)構(gòu)。圖18E、19和20的晶體管可以具有類似于圖10的平面結(jié)構(gòu)。圖21A至圖21G是示出根據(jù)示例實(shí)施例制造晶體管的方法的截面圖。圖21A至圖21G的每一個(gè)都包括圖(A)和(B)。圖(B)是沿圖(A)的1_1 ’線剖取的截面圖。參照?qǐng)D21A，包括溝槽Tl’的模具層120’可以形成在第一基板100’上。在形成模具層120’之前，層間層110’可以形成在第一基板100’上，然后模具層120’可以形成在層間層110’上。層間層110’可以為絕緣層。例如，層間層110’可以為諸如硅氧化物的氧化物層、或氮化物層。模具層120’可以由用于形成石墨烯的催化劑材料形成。這樣，模具層120’可以為催化劑層。例如，模具層120’可以由金屬(例如，N1、Cu、Co、Pt或Ru)及其組合中的至少一種形成。然而，模具層120’的材料不限于此，而是可以不同地改變。參照?qǐng)D21B，溝道層130’`可以形成在模具層120’上。溝道層130’可以共形地形成在模具層120’的頂表面上。溝道層130’可以具有由于溝槽Tl’引起的3D結(jié)構(gòu)。溝道層130’的材料可以為石墨烯。在此情況下，模具層120’可以用作用于生長(zhǎng)石墨烯的催化劑層。參照?qǐng)D21C，填充溝槽Tl’的絕緣層160’可以形成在溝道層130’上。絕緣層160’可以形成為填充溝槽Tl’且覆蓋溝道層130’的整個(gè)表面。絕緣層160’的頂表面可以為平坦的或不平坦的。絕緣層160’可以由氧化物、氮化物或氮氧化物形成。插入層170’可以進(jìn)一步形成在絕緣層160’上。插入層170’可以由絕緣材料(例如,聚合物)或SOG材料形成。插入層170’可以例如通過(guò)采用旋涂形成。插入層170’是可選的。接下來(lái)，第二基板200’可以附接到插入層170’。第二基板200’可以例如為聚合物基板、玻璃基板或硅基板。第二基板200’的材料不限于此，可以不同地改變。參照?qǐng)D21D，第一基板100’可以被去除或分離。例如，第一基板100’可以通過(guò)蝕刻層間層110’而去除或分離。參照?qǐng)D21E，可以顛倒其上形成模具層120’、溝道層130’和絕緣層160’的第二基板 200，。參照?qǐng)D21F，源極電極120a’和漏極電極120b’可以通過(guò)圖案化模具層120’而形成。由于模具層120’可以為導(dǎo)電層(例如，金屬層)，所以源極電極120a’和漏極電極120b’可以由模具層120’形成。
參照?qǐng)D21G，可以形成覆蓋溝道層130’、源極電極120a’和漏極電極120b’的柵極絕緣層180’。柵極190’可以形成在柵極絕緣層180’上。柵極190’可以形成在源極電極120a’和漏極電極120b’之間。通過(guò)采用圖21A至21G的方法制造的晶體管可以對(duì)應(yīng)于參照?qǐng)D12A和12B描述的晶體管。根據(jù)示例實(shí)施例，包括多個(gè)器件區(qū)域的器件層可以形成在第一基板上，多個(gè)器件區(qū)域可以通過(guò)圖案化器件層而分開，第二基板可以被附接，并且第一基板可以被去除。將參照?qǐng)D22A至22E詳細(xì)描述這些示例實(shí)施例。參照?qǐng)D22A，具有多個(gè)器件區(qū)域DRl至DR4的堆疊結(jié)構(gòu)SSl可以形成在第一基板1000上。堆疊結(jié)構(gòu)SSl可以包括層間層1100、模具層1200、溝道層1300、柵極絕緣層1400、柵極1500、絕緣層1600和插入層1700。多個(gè)溝槽TlO可以形成在模具層1200中，并且溝道層1300可以具有由于溝槽TlO引起的3D結(jié)構(gòu)。柵極1500可以分別設(shè)置在溝槽TlO中。器件區(qū)域DRl至DR4的每一個(gè)都可以具有一個(gè)溝槽TlO和對(duì)應(yīng)于溝槽TlO的一個(gè)柵極1500。多個(gè)器件區(qū)域DRl至DR4可以彼此連接。參照?qǐng)D22B，多個(gè)器件區(qū)域DRl至DR4可以通過(guò)圖案化堆疊結(jié)構(gòu)SSl而分開。通過(guò)對(duì)從插入層1700到層間層1100的堆疊結(jié)構(gòu)SSl執(zhí)行蝕刻，可以執(zhí)行圖案化直到暴露第一基板1000的頂表面。通過(guò)圖案化，分隔溝槽DTlO可以形成在多個(gè)器件區(qū)域DRl至DR4之間。分隔溝槽DTlO可以為間隙。當(dāng)從上方觀看時(shí)，通過(guò)圖案化彼此分開的器件區(qū)域DRl至DR4可以規(guī)則地設(shè)置成多個(gè)行和列。當(dāng)從上方觀看時(shí)，形成在多個(gè)器件區(qū)域DRl至DR4之間的分隔溝槽DTlO可以具有類似于網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。這樣，該圖案化可以稱為網(wǎng)格圖案化。參照?qǐng)D22C，第二基板2000可以附接到具有彼此分開的多個(gè)器件區(qū)域DRl至DR4的堆疊結(jié)構(gòu)SSl。第二基板2000可以支撐多個(gè)器件區(qū)域DRl至DR4。第二基板2000可以由與圖14D的第二基板200的材料相同或類似的材料形成。參照?qǐng)D22D，通過(guò)多個(gè)器件區(qū)域DRl至DR4之間的分隔溝槽DTlO注入蝕刻劑(未示出)，可以對(duì)層間層1100執(zhí)行蝕刻。由于蝕刻劑可以注入在多個(gè)器件區(qū)域DRl至DR4之間，所以層間層1100可以易于 被蝕刻。盡管第一基板1000是大尺寸基板，但是層間層1100可以易于在短時(shí)間內(nèi)去除。因此，第一基板1000可以易于被去除或分離。由于層間層1100被蝕刻從而去除第一基板1000，所以層間層1100可以用作犧牲層。如果第一基板1000通過(guò)蝕刻模具層1200而不是層間層1100而去除，則模具層1200可以被稱為犧牲層。在去除或分離圖22D中的第一基板1000之后獲得的所得結(jié)構(gòu)可以如圖22E。在圖22E中，器件區(qū)域DRl至DR4可以每一個(gè)都具有與圖14F的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。盡管沒(méi)有在圖22E中示出，但是隨后的工藝可以對(duì)圖22E的結(jié)構(gòu)進(jìn)行。隨后的工藝可以類似于圖14G的工藝或圖15A至15E的方法。圖22A至22E的方法可以類似地應(yīng)用到圖16A至16E的方法、圖17A和17B的方法、圖18A至18E的方法和圖21A至21G的方法以及圖14A至14G的方法和圖15A至15E的方法。在采用圖22A至22E所示的方法時(shí)，根據(jù)示例實(shí)施例的制造晶體管的方法可以易于應(yīng)用到具有等于或大于300_的直徑的大尺寸基板。因此，根據(jù)示例實(shí)施例，可以提高晶體管的生產(chǎn)率，并可以降低其制造成本。以上是對(duì)示例實(shí)施例的說(shuō)明，而不應(yīng)解釋為對(duì)其進(jìn)行限制。盡管已經(jīng)描述了一些示例實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將易于理解，在示例實(shí)施例中可以有很多修改，而在本質(zhì)上不脫離新穎教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)。因此，所有這樣的修改旨在包括在如權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)。在權(quán)利要求中，方法加功能條款意在覆蓋這里所述的執(zhí)行所述功能的結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)等價(jià)物和等價(jià)結(jié)構(gòu)。因此，將理解，以上是對(duì)各個(gè)示例實(shí)施例的說(shuō)明，而不應(yīng)被解釋為限于所公開的具體實(shí)施例，對(duì)所公開實(shí)施例以及其它實(shí)施例的修改旨在被包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。本申請(qǐng)要求于2012年I月26日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)N0.10-2012-0007798的優(yōu) 先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種晶體管，包括: 柵極，在基板上； 溝道層，具有三維(3D)溝道區(qū)域，覆蓋所述柵極的至少一部分； 源極電極，接觸所述溝道層的第一區(qū)域；以及 漏極電極，接觸所述溝道層的第二區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述溝道層在所述基板上且覆蓋所述柵極的兩個(gè)側(cè)表面和頂表面。
3.如權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述溝道層包括石墨烯。
4.如權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述源極電極和所述漏極電極分別在所述柵極的兩側(cè)。
5.如權(quán)利要求4所述的晶體管，其中所述源極電極包括與所述3D溝道區(qū)域間隔開的第一源極電極部分，并且 所述漏極電極包括與所述3D溝道區(qū)域間隔開的第一漏極電極部分。
6.如權(quán)利要求5所述的晶體管，其中所述第一源極電極部分和所述第一漏極電極部分的每一個(gè)具有大于所述3D溝道區(qū)域的高度的高度。
7.如權(quán)利要求5所述的晶體管，其中所述源極電極還包括在所述第一源極電極部分和所述3D溝道區(qū)域之間的第二源極電極部分，并且 所述漏極電極還包括在所 述第一漏極電極部分和所述3D溝道區(qū)域之間的第二漏極電極部分。
8.如權(quán)利要求7所述的晶體管，其中所述第二源極電極部分和所述第二漏極電極部分的每一個(gè)具有等于或小于所述3D溝道區(qū)域的高度的高度。
9.如權(quán)利要求7所述的晶體管，其中所述晶體管的有效溝道長(zhǎng)度根據(jù)所述第二源極電極部分和所述第二漏極電極部分的每一個(gè)的高度來(lái)調(diào)整。
10.如權(quán)利要求1所述的晶體管，其中， 所述源極電極包括， 第一源極電極部分，在所述溝道層上在所述柵極的一側(cè)，以及第二源極電極部分，連接到所述第一源極電極部分，所述第二源極電極部分在所述柵極的第一側(cè)壁上，并且所述漏極電極包括， 第一漏極電極部分，在所述溝道層上在所述柵極的另一側(cè)，以及第二漏極電極部分，連接到所述第一漏極電極部分，所述第二漏極電極部分在所述柵極的第二側(cè)壁上。
11.如權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述柵極包括在水平方向上彼此間隔開的第一柵極和第二柵極， 所述源極電極包括彼此間隔開的第一源極電極和第二源極電極，所述第一柵極和所述第二柵極在所述第一源極電極和所述第二源極電極之間，并且所述漏極電極在所述第一柵極和所述第二柵極之間。
12.如權(quán)利要求11所述的晶體管，其中所述第一源極電極包括在所述第一和第二柵極的一側(cè)的第一主要源極電極部分，并且所述第二源極電極包括在所述第一和第二柵極的另一側(cè)的第二主要源極電極部分。
13.如權(quán)利要求12所述的晶體管，其中所述第一源極電極還包括在所述第一主要源極電極部分與所述第一柵極之間的第一次要源極電極部分，并且 所述第二源極電極還包括在所述第二主要源極電極部分與所述第二柵極之間的第二次要源極電極部分。
14.如權(quán)利要求13所述的晶體管，其中所述第一次要源極電極部分和所述第二次要源極電極部分每一個(gè)都具有小于所述第一主要源極電極部分和所述第二主要源極電極部分每一個(gè)的高度的高度。
15.如權(quán)利要求13所述的晶體管，其中所述漏極電極具有等于所述第一次要源極電極部分和所述第二次要源極電極部分每一個(gè)的高度的高度。
16.如權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述柵極是底部柵極，并且 所述晶體管還包括與所述底部柵極間隔開的頂部柵極。
17.如權(quán)利要求16所述的晶體管，其中所述頂部柵極覆蓋所述溝道層的在所述源極電極和所述漏極電極之間的區(qū)域。
18.如權(quán)利要求16所述的晶體管，其中所述頂部柵極在所述溝道層的區(qū)域中具有3D結(jié)構(gòu)。
19.如權(quán)利要求16所述的晶體管，其中所述溝道層由單層石墨烯形成。
20.如權(quán)利要求16所述的晶體管，其中所述溝道層由雙層石墨烯形成。
21.如權(quán)利要求1所述的晶體管，還包括在所述基板上的絕緣層，所述柵極在所述絕緣層上， 其中所述溝道層在所述絕緣層上以覆蓋所述柵極的至少一部分。
22.如權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述基板是選自聚合物基板、玻璃基板和硅基板中的一個(gè)。
23.—種制造晶體管的方法，所述方法包括: 形成堆疊結(jié)構(gòu)，所述堆疊結(jié)構(gòu)包括柵極和溝道層，所述溝道層具有三維(3D)溝道區(qū)域并覆蓋所述柵極的至少一部分； 在所述溝道層的第一區(qū)域上形成源極電極；以及 在所述溝道層的第二區(qū)域上形成漏極電極。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述溝道層覆蓋所述柵極的兩個(gè)側(cè)表面和頂表面。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述溝道層包括石墨烯。
26.如權(quán)利要求23所述的方法，其中形成所述堆疊結(jié)構(gòu)包括， 在第一基板上形成模具層，所述模具層包括溝槽； 在所述模具層上形成所述溝道層，所述溝道層具有由于所述溝槽引起的3D結(jié)構(gòu)； 在所述溝道層上形成柵極絕緣層；以及 在所述溝槽中形成柵極。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中形成所述堆疊結(jié)構(gòu)還包括， 將第二基板附接到所述柵極和所述柵極絕緣層；以及 去除所述第一基板。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述溝道層包括石墨烯。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述模具層是催化劑層，并且 所述石墨烯通過(guò)利用所述模具層作為所述催化劑層而形成在所述模具層上。
30.如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述源極電極和所述漏極電極每一個(gè)的至少一部分由所述模具層形成。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中形成所述源極電極和所述漏極電極包括圖案化所述模具層。
32.如權(quán)利要求26所述的方法，其中形成所述源極電極包括在所述3D溝道區(qū)域的一側(cè)形成第一源極電極部分，并且 形成所述漏極電極包括在所述3D溝道區(qū)域的另一側(cè)形成第一漏極電極部分。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其中形成所述源極電極還包括在所述第一源極電極部分和所述3D溝道區(qū)域之間形成第二源極電極部分，并且 形成所述漏極電極還包括在所述第一漏極電極部分和所述3D溝道區(qū)域之間形成第二漏極電極部分。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其中形成所述第二源極電極部分和所述第二漏極電極部分包括， 在所述第一源極電極部分、所述第一漏極電極部分和所述3D溝道區(qū)域上形成掩模圖案； 在所述第一源極電極部分和所述3D溝道區(qū)域之間以及所述第一漏極電極部分和所述3D溝道區(qū)域之間形成多個(gè)導(dǎo)電層，以及去除所述掩模圖案。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其中形成所述掩模圖案包括采用背側(cè)曝光。
36.如權(quán)利要求26所述的方法，其中形成所述源極電極和所述漏極電極包括， 去除所述模具層； 在形成于所述柵極上的所述溝道層上形成掩模層；以及 在所述溝道層上在所述掩模層的兩側(cè)形成多個(gè)導(dǎo)電層。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其中形成所述掩模層包括采用微接觸印刷。
38.如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述柵極包括在水平方向上彼此間隔開的第一柵極和第二柵極， 所述源極電極包括彼此間隔開的第一源極電極和第二源極電極，所述第一和第二柵極在所述第一源極電極和第二源極電極之間，并且所述漏極電極形成在所述第一和第二柵極之間。
39.如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述柵極是底部柵極，并且 所述方法還包括形成與所述底部柵極間隔開的頂部柵極。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其中所述頂部柵極覆蓋所述溝道層的在所述源極電極和所述漏極電極之間的區(qū)域。
41.如權(quán)利要求39所述的方法，其中所述頂部柵極在所述溝道層的區(qū)域中具有3D結(jié)構(gòu)。
42.如權(quán)利要求39所述的方法，其中所述溝道層由單層石墨烯形成。
43.如權(quán)利要求39所述的方法，其中所述溝道層由雙層石墨烯形成。
44.如權(quán)利要求27所述的方法，其中形成所述堆疊結(jié)構(gòu)包括形成多個(gè)器件區(qū)域， 形成所述模具層包括形成分別對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)器件區(qū)域的多個(gè)溝槽，并且 所述柵極形成在所述多個(gè)溝槽的每一個(gè)中。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，還包括: 通過(guò)圖案化所述堆疊結(jié)構(gòu)來(lái)分隔所述多個(gè)器件區(qū)域。
46.如權(quán)利要求45所述的方法，還包括: 在所述第一基板和所述堆疊結(jié)構(gòu)之間形成犧牲層， 其中去除所述第一基板包括通過(guò)在所述多個(gè)器件區(qū)域之間注入蝕刻劑來(lái)蝕刻所述犧牲層。
47.一種制造晶體管的方法，所述方法包括: 在第一基板上形成模具層，所述模具層包括溝槽； 在所述模具層的至少一部分上形成溝道層，所述溝道層具有由于所述溝槽引起的三維(3D)結(jié)構(gòu)； 在所述溝道層上形成絕緣層，所述絕緣層填充所述溝槽； 將第二基板附接到所述絕緣層； 去除所述第一基板； 形成源極電極和漏極電極，所述源極電極和所述漏極電極分別接觸所述溝道層的第一區(qū)域和第二區(qū)域；以及 在所述源極電極和所述漏極電極之間形成柵極，所述柵極與所述溝道層絕緣。
48.如權(quán)利要求47所述的方法，其中所述溝道層至少覆蓋所述溝槽的側(cè)壁和底表面。
49.如權(quán)利要求47所述的方法，還包括: 在形成所述柵極之前，在所述溝道層上形成柵極絕緣層。
50.如權(quán)利要求47所述的方法，其中所述溝道層包括石墨烯。
51.如權(quán)利要求50所述的方法，其中形成所述模具層包括采用催化劑材料，并且 所述石墨烯通過(guò)利用所述模具層作為所述催化劑材料而形成在所述模具層上。
52.如權(quán)利要求47所述的方法，還包括: 在所述第一基板和所述模具層之間形成犧牲層， 其中去除所述第一基板包括蝕刻所述犧牲層。
53.如權(quán)利要求47所述的方法，其中所述源極電極和所述漏極電極每一個(gè)的至少一部分由所述模具層形成。
54.如權(quán)利要求47所述的方法，其中所述柵極在所述溝道層的區(qū)域中具有3D結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本公開提供了晶體管及其制造方法。該晶體管可以包括在基板上的柵極；溝道層，具有覆蓋柵極的至少一部分的三維(3D)溝道區(qū)域；源極電極，接觸溝道層的第一區(qū)域；以及漏極電極，接觸溝道層的第二區(qū)域。
文檔編號(hào)H01L21/336GK103227201SQ20131000716
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月26日
發(fā)明者李昌承, 李周浩, 金容誠(chéng), 金俊成, 文彰烈 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社