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形成納米結(jié)構(gòu)的方法、半導(dǎo)體器件制造方法和半導(dǎo)體器件與流程

文檔序號:11586222閱讀:220來源:國知局
形成納米結(jié)構(gòu)的方法、半導(dǎo)體器件制造方法和半導(dǎo)體器件與流程
本公開涉及形成納米結(jié)構(gòu)的方法、使用該納米結(jié)構(gòu)制造半導(dǎo)體器件的方法、以及包括納米結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)
:半導(dǎo)體器件,諸如晶體管和二極管,被廣泛用于各種電子裝置領(lǐng)域中的各種目的。例如,晶體管被用作顯示裝置中的開關(guān)器件或驅(qū)動器件、存儲器件、和邏輯電路,并且被用作各種其它電路的基本部件。大部分當前商業(yè)化的晶體管是硅(si)基金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(mosfet)。一般而言,mosfet可以通過在硅基板的溝道區(qū)(半導(dǎo)體)上形成柵氧化物諸如硅氧化物然后在其上形成金屬柵或多晶硅柵而制造。然而,由于現(xiàn)有的mosfet的制造工藝限制和/或性能限制,需要對能夠克服這些限制的下一代材料/器件的研究和開發(fā)。技術(shù)實現(xiàn)要素:一個或更多示例性實施方式提供在具有晶體結(jié)構(gòu)的絕緣層上生長納米結(jié)構(gòu)的方法。一個或更多示例性實施方式還提供在二維(2d)材料上生長納米結(jié)構(gòu)的方法。一個或更多示例性實施方式還提供通過使用納米結(jié)構(gòu)生長方法制造半導(dǎo)體器件的方法。一個或更多示例性實施方式還提供包括納米結(jié)構(gòu)的各種半導(dǎo)體器件。根據(jù)一示例性實施方式的一方面,一種形成納米結(jié)構(gòu)的方法包括形成具有晶體結(jié)構(gòu)的絕緣層以及在絕緣層上生長至少一個半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)。絕緣層可以包括絕緣二維(2d)材料。絕緣2d材料可以包括例如六方氮化硼(h-bn)。絕緣層可以形成在催化劑金屬層上。催化劑金屬層可以包括銅(cu)、鎳(ni)、鐵(fe)、鈷(co)、鉑(pt)和釕(ru)中的至少一種。納米結(jié)構(gòu)可以包括硅(si)、鍺(ge)和sige中的至少一種。納米結(jié)構(gòu)可以包括納米線。納米線可以通過使用蒸發(fā)工藝形成。納米線可以在大約340℃至大約420℃的沉積基板溫度形成。納米線可以通過執(zhí)行大約10分鐘至大約30分鐘的沉積工藝而形成。多個納米線可以在絕緣層上形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)另一示例性實施方式的一方面,一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括:形成具有晶體結(jié)構(gòu)的絕緣層;在絕緣層上生長至少一個半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu);以及形成包括半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)的器件單元。絕緣層可以包括絕緣二維(2d)材料。絕緣2d材料可以包括例如六方氮化硼(h-bn)。絕緣層可以形成在催化劑金屬層上。催化劑金屬層可以包括銅(cu)、鎳(ni)、鐵(fe)、鈷(co)、鉑(pt)和釕(ru)中的至少一種。納米結(jié)構(gòu)可以包括硅(si)、鍺(ge)和sige中的至少一種。納米結(jié)構(gòu)可以包括納米線。納米線可以通過蒸發(fā)工藝形成。納米線可以在大約340℃至大約420℃的沉積基板溫度形成。用于形成納米線的沉積工藝可以執(zhí)行約10分鐘至約30分鐘。該方法還可以包括:在催化劑金屬層上形成絕緣層;在絕緣層上形成納米線;將其上形成有絕緣層和納米線的催化劑金屬層附接到基板的表面;以及在基板上形成包括納米線的器件單元。該方法還可以包括:在催化劑金屬層上形成絕緣層;在絕緣層上形成納米線;從絕緣層去除催化劑金屬層;將在其上形成有納米線的絕緣層附接到基板的表面;以及在基板上形成包括納米線的器件單元。該方法還可以包括:在基板上形成催化劑金屬層;在催化劑金屬層上形成絕緣層;在絕緣層上形成納米線;以及形成包括納米線的器件單元。該方法還可以包括:通過轉(zhuǎn)移工藝在基板上形成絕緣層;在絕緣層上形成納米線;以及形成包括納米線的器件單元。形成器件單元可以包括:形成接觸納米線的第一端部分的第一電極;以及形成接觸納米線的第二端部分的第二電極。形成器件單元還可以包括形成用于施加電場到納米線的柵極。該器件單元可以使用基板或設(shè)置在絕緣層下面的催化劑金屬作為底柵,和/或器件單元可以形成為還包括設(shè)置在納米線上方的頂柵。納米線可以具有pn結(jié)構(gòu)、pin結(jié)構(gòu)、npn結(jié)構(gòu)和pnp結(jié)構(gòu)中的至少一種。包括多個納米線的半導(dǎo)體元件層可以形成在絕緣層上,該半導(dǎo)體元件層可以被圖案化以形成多個有源層區(qū)域,每個有源層區(qū)域具有納米線的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),并且該器件單元可以形成為對應(yīng)于每個有源層區(qū)域。根據(jù)另一示例性實施方式的一方面,一種半導(dǎo)體器件包括:提供在基板上并且由晶體絕緣2d材料形成的二維(2d)絕緣層;直接在2d絕緣層上的半導(dǎo)體納米線;接觸納米線的第一區(qū)域的第一電極;以及接觸納米線的第二區(qū)域的第二電極。該2d絕緣層可以包括六方氮化硼(h-bn)。納米線可以包括硅(si)、鍺(ge)和sige中的至少一種。該半導(dǎo)體器件還可以包括提供在基板和2d絕緣層之間的催化劑金屬層。催化劑金屬層可以包括銅(cu)、鎳(ni)、鐵(fe)、鈷(co)、鉑(pt)和釕(ru)中的至少一種。基板的至少一部分可以被用作底柵,或設(shè)置在基板和2d絕緣層之間的催化劑金屬層可以被用作底柵。該半導(dǎo)體器件還可以包括在納米線上提供的柵絕緣層和頂柵。納米線可以具有pn結(jié)構(gòu)、pin結(jié)構(gòu)、npn結(jié)構(gòu)和pnp結(jié)構(gòu)的至少一種。具有納米線的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的有源層區(qū)域可以提供在該2d絕緣層上,第一電極可以接觸有源層區(qū)域的第一區(qū)域,第二電極可以接觸有源層區(qū)域的第二區(qū)域。該半導(dǎo)體器件還可以包括用于施加電場到有源層區(qū)域的柵極。該半導(dǎo)體器件可以是晶體管或二極管。該半導(dǎo)體器件可以是光學(xué)器件或傳感器。附圖說明通過結(jié)合附圖對示例性實施方式的以下詳細描述,以上和/或其他方面將變得明顯且更易于理解,在附圖中:圖1a和1b是示出根據(jù)一示例性實施方式的形成納米結(jié)構(gòu)的方法的透視圖;圖2a和2b是示出根據(jù)另一示例性實施方式的形成納米結(jié)構(gòu)的方法的透視圖;圖3是顯示根據(jù)一示例性實施方式的形成在底層上的絕緣層的晶體結(jié)構(gòu)的掃描隧道顯微鏡(stm)圖像;圖4是顯示在表1的樣品#1的條件下形成的硅(si)納米結(jié)構(gòu)的原子力顯微鏡(afm)圖像;圖5是示出圖4的si納米顆粒的譜線輪廓(lineprofile)的曲線圖;圖6是顯示在表1的樣品#2的條件下形成的si納米結(jié)構(gòu)的afm圖像;圖7是示出圖6的si團簇的譜線輪廓的曲線圖;圖8是顯示在表1的樣品#3的條件下形成的si納米結(jié)構(gòu)(納米線)的afm圖像;圖9是示出圖8的si納米線的譜線輪廓的曲線圖;圖10是顯示在表1的樣品#3的條件下形成的si納米結(jié)構(gòu)(納米線)的afm圖像;圖11是示出圖10的si納米線的譜線輪廓的曲線圖;圖12是顯示在表1的樣品#4的條件下形成的si納米結(jié)構(gòu)的afm圖像;圖13是示出圖12的si納米顆粒的譜線輪廓的曲線圖;圖14a和14b是示出根據(jù)一示例性實施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的透視圖;圖15是示出根據(jù)另一示例性實施方式的半導(dǎo)體器件和制造其的方法的透視圖;圖16a至16c是示出根據(jù)另一示例性實施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的透視圖;圖17是示出根據(jù)另一示例性實施方式的半導(dǎo)體器件和制造其的方法的透視圖;圖18a至18d是示出根據(jù)另一示例性實施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的透視圖;圖19是示出根據(jù)另一示例性實施方式的半導(dǎo)體器件和制造其的方法的透視圖;圖20a至20d是示出根據(jù)另一示例性實施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的透視圖;圖21是示出根據(jù)另一示例性實施方式的半導(dǎo)體器件和制造其的方法的透視圖;圖22a至22d是示出根據(jù)另一示例性實施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的透視圖;圖23是示出根據(jù)另一示例性實施方式的半導(dǎo)體器件和制造其的方法的透視圖;圖24a、24b、24c和24d是示出可以應(yīng)用于根據(jù)示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的納米結(jié)構(gòu)(納米線)的各種摻雜結(jié)構(gòu)的透視圖;圖25a至25c是示出根據(jù)另一示例性實施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的透視圖;圖26是示出根據(jù)另一示例性實施方式的半導(dǎo)體器件和制造其的方法的透視圖;圖27是示出根據(jù)另一示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的透視圖;以及圖28是示出根據(jù)另一示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的透視圖。具體實施方式現(xiàn)在將詳細參考示例性實施方式,其示例在附圖中示出,其中相同的參考標記始終表示相同的元件。在這方面上,本示例性實施方式可具有不同的形式并且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的描述。因此,示例性實施方式僅在以下通過參考附圖被描述以說明其多個方面。在此使用時,術(shù)語“和/或”包括一個或更多個相關(guān)列舉項目的任意和所有組合。表述諸如“……的至少之一”,當在一列元件之后時,修飾整列元素而不修飾該列中的個別元素。現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述各種示例性實施方式,在附圖中顯示出示例性實施方式。將理解,當元件被稱為“連接”或“聯(lián)接”到另一元件時,它可以直接連接或聯(lián)接到另一元件,或者可以存在居間元件。相反,當元件被稱為“直接連接”或“直接聯(lián)接”到另一元件時,不存在居間元件。在此使用時,術(shù)語“和/或”包括一個或更多個相關(guān)列舉項目的任意和所有組合。將理解,雖然術(shù)語“第一”、“第二”等可以用于此來描述不同的元件、部件、區(qū)域、層和/或部分,但是這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于區(qū)分一個元件、部件、區(qū)域、層或部分與另一元件、部件、區(qū)域、層或部分。因而,以下討論的第一元件、部件、區(qū)域、層或部分可以被稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或部分,而不脫離示例性實施方式的教導(dǎo)。空間關(guān)系術(shù)語,諸如“在……下面”、“在……以下”、“下”、“在……上方”、“上”等等可以在此使用以便于描述一個元件或特征與另一元件(或多個元件)或特征(或多個特征)如圖中所示的關(guān)系。將理解,除了圖中所描繪的取向之外,空間關(guān)系術(shù)語旨在還包含裝置在使用或操作中的其它不同取向。例如,如果在圖中的裝置被翻轉(zhuǎn),則被描述為“在”其它元件或特征“以下”或“下面”的元件可以被取向為“在”其它元件或特征“上方”。因而,示例性術(shù)語“在……以下”可以涵蓋上和下兩種取向。裝置可以被另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或其它取向),并且在此使用的空間關(guān)系描述語被相應(yīng)地解釋。在此使用的術(shù)語僅用于描述特定實施方式,不旨在限制示例性實施方式。在此使用時,單數(shù)形式也旨在包括復(fù)數(shù)形式,除非上下文以別的方式清楚地表示。還將理解,當在本說明書中使用時,術(shù)語“包含”、“包括”和/或“具有”表示所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在,但是不排除一個或更多其它特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組的存在或添加,除非另外說明。在此參考截面視圖描述了示例性實施方式,其中截面視圖是示例性實施方式的理想化實施方式(和中間結(jié)構(gòu))的示意性圖示。因此,由于例如制造技術(shù)和/或公差引起的圖示形狀的偏離是可以預(yù)期的。因而,示例性實施方式不應(yīng)被理解為限于在此示出的區(qū)域的具體形狀,而應(yīng)該被理解為包括例如由制造引起的形狀的偏離。例如,被示為矩形的注入?yún)^(qū)在其邊緣典型地將具有圓化或彎曲的特征和/或注入濃度梯度,而不是從注入?yún)^(qū)到非注入?yún)^(qū)的二元變化。同樣地,通過注入形成的掩埋區(qū)可能導(dǎo)致在掩埋層與通過其發(fā)生注入的表面之間的區(qū)域中的一些注入。因而,在圖中示出的區(qū)域本質(zhì)上是示意性的,它們的形狀不意欲示出裝置的區(qū)域的實際形狀,并且不意欲限制示例性實施方式的范圍。除非另外地定義,在此使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有與示例性實施方式所屬的領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。還將理解,術(shù)語(諸如在通用字典中定義的那些)應(yīng)被理解為具有與其在相關(guān)領(lǐng)域的背景中的含義一致的含義,將不被理解為理想化或過度正式的意義,除非在此清楚地如此定義。在下文中,將參考附圖詳細描述根據(jù)示例性實施方式的形成納米結(jié)構(gòu)的方法、使用該納米結(jié)構(gòu)制造半導(dǎo)體器件的方法、以及包括納米結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。為清晰和描述的方便,可以夸大在附圖中示出的層或區(qū)域的寬度和厚度。在整個說明書中,相同的附圖標記可以表示相同的元件。圖1a和1b是示出根據(jù)一示例性實施方式的形成納米結(jié)構(gòu)的方法的透視圖。這里,納米結(jié)構(gòu)可以包括納米線。參考圖1a,具有晶體結(jié)構(gòu)的絕緣層n10(即,結(jié)晶絕緣層)可以形成在底層m10上。絕緣層n10可以包括例如結(jié)晶絕緣二維(2d)材料。底層m10可以是包括用于形成絕緣層n10的催化劑金屬的層。換言之,底層m10可以是催化劑金屬層。在下文中,底層m10將被稱為催化劑金屬層m10。例如,催化劑金屬層m10例如可以包括銅(cu)、鎳(ni)、鐵(fe)、鈷(co)、鉑(pt)和釕(ru)中的至少一種。催化劑金屬層m10可具有包括cu層、ni層、fe層、co層、pt層和ru層中的至少一種的單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。例如,cu箔或cu薄膜可以被用作催化劑金屬層m10。催化劑金屬層m10可以被稱為用于生長具有晶體結(jié)構(gòu)的絕緣層n10的基層或籽晶層。絕緣層n10可以形成為包括絕緣2d材料。在這方面,絕緣層n10可以被稱為2d絕緣層。一般而言,2d材料可以是其中原子形成晶體結(jié)構(gòu)的單層或半層固體(half-layersolid)。2d材料的一示例是石墨烯。石墨烯可以在一些情形具有導(dǎo)電性能,并且可以在一些情形下具有半導(dǎo)體性能。金屬硫?qū)倩锘牧?,諸如過渡金屬二硫?qū)倩?dichalcogenide,tmdc)材料,可以是具有半導(dǎo)體性能的2d材料(即,2d半導(dǎo)體)。在本示例性實施方式中,代替2d導(dǎo)體諸如石墨烯或2d半導(dǎo)體諸如tmdc,具有絕緣體性能的2d材料(即,絕緣2d材料或2d絕緣體)可以用于形成絕緣層n10。組成絕緣層n10的絕緣2d材料可以是具有2d晶體結(jié)構(gòu)的晶體材料。例如,絕緣層n10可以包括六方氮化硼(h-bn)作為絕緣2d材料。絕緣層n10可以是h-bn層。在一個示例中,h-bn層可以通過諸如化學(xué)氣相沉積(cvd)的工藝沉積在催化劑金屬層m10上。當絕緣層n10是h-bn層時,絕緣層n10可具有如在圖1a的局部放大視圖中示出的六方晶體結(jié)構(gòu)。然而,絕緣層n10的晶體結(jié)構(gòu)不限于六方晶體結(jié)構(gòu),而是可以根據(jù)各個示例性實施方式變化。因為根據(jù)本示例性實施方式的絕緣層n10是晶體,所以與非晶絕緣層相比,它可具有優(yōu)良的均勻性和優(yōu)良的表面性質(zhì)。當絕緣層n10包括是2d材料的h-bn時,絕緣層n10可以包括單層h-bn或包括h-bn的重復(fù)層疊層。在一電子結(jié)構(gòu)中,2d材料可以被定義為具有符合量子阱行為的態(tài)密度(dos)的材料。具有2d單元材料層的疊層(大約100或更少層)的材料也可以具有符合量子阱行為的dos。在這方面,2d單元材料層的重復(fù)地層疊結(jié)構(gòu)也可以被稱為2d材料。在這方面,具有重復(fù)層疊的單層h-bn的結(jié)構(gòu)的絕緣層n10也可以被稱為2d材料層。例如,絕緣層n10可以包括小于大約10層疊層的h-bn,并且可具有大約10nm或更小或大約5nm或更小的厚度。當絕緣層n10包括大約5或6層疊層的h-bn時,它可具有大約3nm的厚度。然而,在一些情形下,絕緣層n10可以包括大約10或更多層疊的h-bn層并且可具有大約10nm或更大的厚度。此外,絕緣層n10可以包括除h-bn以外的其它材料。參考圖1b,至少一個半導(dǎo)體納米線(以下被稱為納米線)nw10可以形成在絕緣層n10上。納米線nw10可具有例如大約幾nm至大約幾百nm的直徑(或?qū)挾?。納米線nw10的直徑(或?qū)挾?可以是大約幾nm至大約幾十nm。納米線nw10可以包括例如硅(si)、鍺(ge)和sige中的至少一種。納米線nw10可以是si納米線、ge納米線或sige納米線。然而,納米線nw10的材料不限于以上材料,而是可以根據(jù)各個示例性實施方式變化。納米線nw10可具有晶體結(jié)構(gòu)。納米線nw10可以是多晶的,或可以在一些情形下是單晶的。納米線nw10的晶體結(jié)構(gòu)可以受絕緣層n10的晶體結(jié)構(gòu)影響。換言之,納米線nw10可以通過使用絕緣層n10的晶體結(jié)構(gòu)作為一種模板或籽晶而形成。當納米線nw10具有晶體結(jié)構(gòu)時,它可具有優(yōu)良的物理特性。然而,根據(jù)其形成條件,納米線nw10可以包括非晶區(qū)。納米線nw10可以通過生長方法(或工藝)形成。換言之,納米線nw10可以直接生長在絕緣層n10上。作為示例,納米線nw10可以通過作為一種物理氣相沉積(pvd)工藝的蒸發(fā)工藝形成(生長)。蒸發(fā)工藝可以是例如真空熱蒸發(fā)工藝。當納米線nw10通過蒸發(fā)工藝形成時,沉積基板的加熱溫度可以是例如大約340℃至大約420℃。這里,沉積基板可以是在其上安裝或保持包括催化劑金屬層m10和絕緣層n10的結(jié)構(gòu)(即,圖1a的結(jié)構(gòu))的基板,并且沉積基板的加熱溫度可以對應(yīng)于催化劑金屬層m10和/或絕緣層n10的溫度。因而,納米線nw10可以在催化劑金屬層m10和絕緣層n10被加熱至大約340℃至大約420℃的溫度的同時形成在絕緣層n10上。此外,用于通過蒸發(fā)工藝形成納米線nw10的沉積工藝可以被進行大約10分鐘至大約30分鐘或大約15分鐘至大約30分鐘。沉積基板的加熱溫度和/或沉積工藝的持續(xù)時間可以適當?shù)卣{(diào)整,并且納米線nw10的尺寸、數(shù)量和/或性能可以因此被控制。用于形成納米線nw10的沉積條件將在后面參考圖4至13被更詳細地描述。此處給出的詳細的沉積條件僅是示例性的,用于形成納米線nw10的沉積條件可以根據(jù)沉積設(shè)備或方法而變化。雖然圖1b示出形成一個納米線nw10的情形,但是多個納米線nw10也可以形成在絕緣層n10上。其示例在圖2a至2b中示出。圖2a和2b是示出根據(jù)另一示例性實施方式的形成納米結(jié)構(gòu)的方法的透視圖。根據(jù)本示例性實施方式的納米結(jié)構(gòu)可以包括多個納米線。納米結(jié)構(gòu)可具有納米線的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或其任何相似的結(jié)構(gòu)。參考圖2a,具有晶體結(jié)構(gòu)的絕緣層n100可以形成在催化劑金屬層m100上。催化劑金屬層m100和絕緣層n100可以分別對應(yīng)于圖1a的催化劑金屬層m10和絕緣層n10。催化劑金屬層m100可以包括例如cu、ni、fe、co、pt和/或ru。絕緣層n100可以形成為包括結(jié)晶的絕緣2d材料。2d材料可以是例如h-bn。參考圖2b,多個半導(dǎo)體納米線(以下被稱為納米線)nw100可以形成在絕緣層n100上。納米線nw100中的至少一些可以形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。換言之,納米線nw100可具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。納米線nw100的形成方法和/或材料可以與圖1b示出的納米線nw10的那些相似或相同。因而,納米線nw100可以包括例如si、ge和sige中的至少一種。此外,納米線nw100可以通過作為一種pvd工藝的蒸發(fā)工藝形成。在此情形下,在形成納米線nw100時,沉積基板的加熱溫度可以是例如大約340℃至大約420℃。此外,用于形成納米線nw100的沉積工藝的持續(xù)時間可以是大約10分鐘至大約30分鐘或大約15分鐘至大約30分鐘。沉積基板的加熱溫度和/或沉積工藝的持續(xù)時間可以被調(diào)節(jié)以控制納米線nw100的尺寸、數(shù)量、密度和/或性能。納米線nw100可以接觸(或連接到)彼此,同時組成大約一層(或單層)。每個納米線nw100可以被稱為納米纖維,并且在此情形下,納米線nw100可以被稱為形成納米纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。圖2b中示出的納米線nw100的形狀和布置僅是示例性的并且可以根據(jù)各個示例性實施方式變化。如參考圖1a和1b以及圖2a和2b描述的,根據(jù)示例性實施方式,納米線nw10/nw100可以直接生長(形成)在具有晶體結(jié)構(gòu)的絕緣層n10/n100上。因而,包括在絕緣層n10/n100上的納米線nw10/nw100的半導(dǎo)體器件可以容易地制造。如果納米線nw10/nw100生長在導(dǎo)體或半導(dǎo)體上而不是絕緣層n10/n100上,則可能必需從該導(dǎo)體或半導(dǎo)體分離納米線nw10/nw100,將分離的納米線nw10/nw100轉(zhuǎn)移到單獨的絕緣基板,以及在該單獨的絕緣基板上制造半導(dǎo)體器件。在這種情況下,分離并轉(zhuǎn)移納米線nw10/nw100的工藝可能是困難的,并且其商業(yè)化/大面積處理可能是困難的。然而,根據(jù)本示例性實施方式,因為納米線nw10/nw100可以直接形成在絕緣層n10/n100上,所以包括在絕緣層n10/n100上的納米線nw10/nw100的半導(dǎo)體器件可以容易地制造,而不用分離和轉(zhuǎn)移工藝。因為此方法可以容易地應(yīng)用于大面積工藝,所以它可具有被商業(yè)化的相對高的可能性。此外,當絕緣層n10/n100用作諸如半導(dǎo)體器件(晶體管)的柵絕緣層的部件時,半導(dǎo)體器件(晶體管)的性能和均勻性可以提高。這將在下面更詳細地描述。因為絕緣層n10/n100是晶體,所以與非晶絕緣層(例如sio2層)相比,它可具有顯著均勻的性能和優(yōu)良的表面性質(zhì)。因而,當絕緣層n10/n100被應(yīng)用于裝置的組件時,具有裝置之間幾乎無變化(差異)的優(yōu)良性能的半導(dǎo)體器件可以實現(xiàn)。也就是,可以有利于獲得均勻性和性能改善。此外,因為絕緣層n10/n100具有優(yōu)良的表面性質(zhì)(例如平坦和光滑表面性質(zhì)),所以它可具有優(yōu)良的相關(guān)性能并且可以被容易地處理。通過使用圖1b或2b的結(jié)構(gòu)制造半導(dǎo)體器件的方法隨后將更詳細地描述。另外,在形成圖2b的結(jié)構(gòu)之后,可以從其形成圖1b的結(jié)構(gòu)。換言之,圖2b的結(jié)構(gòu)的一部分可以對應(yīng)于圖1b的結(jié)構(gòu)。當圖2b中的納米線nw100的形成密度低(也就是,每單位面積的納米線數(shù)量小)并且其形成位置被相對均勻地控制時,可以容易地從其獲得圖1b的結(jié)構(gòu)。在這種情形下,光刻工藝和/或干法蝕刻工藝可以被適當?shù)厥褂?。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,這可以是眾所周知的,因而,為了簡潔,其詳細描述將被省略。圖3是顯示根據(jù)一示例性實施方式的形成在底層(催化劑金屬層)上的絕緣層(2d絕緣層)的晶體結(jié)構(gòu)的掃描隧道顯微鏡(stm)圖像。底層(催化劑金屬層)是cu層(cu箔),并且絕緣層(2d絕緣層)是h-bn層。參考圖3,可以看出,h-bn層具有二維均勻的六方晶體結(jié)構(gòu)。在圖3中,h-bn層的晶格常數(shù)是大約下面的表1概括了用于在具有晶體結(jié)構(gòu)的絕緣層上生長納米結(jié)構(gòu)的各種工藝條件。當通過蒸發(fā)工藝在h-bn層上沉積(生長)si納米結(jié)構(gòu)時,其中該h-bn層是形成在cu層(催化劑金屬層)上的結(jié)晶絕緣層,在改變沉積條件的同時,分析所得的沉積結(jié)構(gòu)(即,si納米結(jié)構(gòu))的變化。為了表1的目的,蒸發(fā)工藝是真空熱蒸發(fā)工藝。表1沉積基板溫度(℃)沉積時長(分鐘)樣品#150020樣品#226520樣品#338020樣品#426030如在表1中概括的,樣品#1對應(yīng)于執(zhí)行沉積工藝達20分鐘的時長,沉積基板被加熱到500℃的溫度。樣品#2對應(yīng)于執(zhí)行沉積工藝達20分鐘的時長,沉積基板被加熱到265℃的溫度。樣品#3對應(yīng)于執(zhí)行沉積工藝達20分鐘的時長,沉積基板被加熱到380℃的溫度。樣品#4對應(yīng)于執(zhí)行沉積工藝達30分鐘的時長,沉積基板被加熱到260℃的溫度。圖4是顯示在樣品#1的條件下形成的si納米結(jié)構(gòu)的原子力顯微鏡(afm)圖像。參考圖4,可以看出,si納米顆粒相對均勻地形成和分布。圖5是示出圖4的si納米顆粒的譜線輪廓的曲線圖。也就是,圖5示出由圖4中的箭頭表示的區(qū)域的譜線輪廓。箭頭表示也將在圖6、8、10和12中以相同的含義被使用。從圖5的結(jié)果,所形成的si納米顆粒的尺寸(寬/高)可以被大致確定。圖6是顯示在表1的樣品#2的條件下形成的si納米結(jié)構(gòu)的afm圖像。參考圖6,可以看出,si納米顆粒相對均勻地形成和分布并且形成多個si團簇。圖7是示出圖6的si團簇的譜線輪廓的曲線圖。從圖7的結(jié)果,si團簇的尺寸(寬/高)可以被確定。圖8是顯示在樣品#3的條件下形成的si納米結(jié)構(gòu)(納米線)的afm圖像。參考圖8,可以看出,多個si納米線相對隨機地設(shè)置從而形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。圖9是示出圖8的si納米線的譜線輪廓的曲線圖。從圖9,si納米線的尺寸(寬/高)可以被大致確定。圖10是顯示在樣品#3的條件下形成的si納米結(jié)構(gòu)(納米線)的afm圖像。圖10的圖像類似于圖8的圖像。圖8和10描繪了從樣品#3的兩個不同再制造條件獲得的afm圖像。圖11是示出圖10的si納米線的譜線輪廓的曲線圖。從圖11,si納米線的尺寸(寬/高)可以被大致確定。圖12是顯示在樣品#4的條件下形成的si納米結(jié)構(gòu)的afm圖像。參考圖12,可以看出,si納米顆粒以相對高的密度形成,并且也形成si團簇。圖13是示出圖12的si納米顆粒的譜線輪廓的曲線圖。從圖13的結(jié)果,在樣品#4的條件下形成的si納米顆粒的尺寸(寬/高)可以被大致確定。在圖4至13當中,圖8至11示出了半導(dǎo)體納米線,圖4至7、12和13示出了半導(dǎo)體納米顆粒或團簇的形成。由此可以看出,與圖8至11相應(yīng)的工藝條件,也就是,在表1中樣品#3的工藝條件適于納米線的形成。從圖4至13的結(jié)果以及這里未描述的額外的實驗數(shù)據(jù),可以看出,根據(jù)一示例性實施方式,在通過蒸發(fā)工藝在結(jié)晶絕緣層上形成納米結(jié)構(gòu)的情形下,當在加熱沉積基板至大約340℃至大約420℃的溫度的同時進行沉積工藝達大約10分鐘至大約30分鐘或大約15分鐘至大約30分鐘的持續(xù)時間時,可以相對容易地形成一個或更多納米線。沉積基板的加熱溫度和/或沉積工藝的持續(xù)時間可以適當?shù)卣{(diào)整,并且一個或更多納米線的尺寸、數(shù)量、密度和/或性能可以因此被控制。此外,用于形成一個或更多納米線、納米顆粒或團簇的條件可以根據(jù)沉積設(shè)備或方法而變化。通過使用根據(jù)示例性實施方式的納米結(jié)構(gòu)形成方法制造半導(dǎo)體器件的方法將在以下描述。圖14a和14b是示出根據(jù)一示例性實施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的透視圖。參考圖14a,可以制備圖1b的結(jié)構(gòu)。也就是,結(jié)晶絕緣層n10可以形成在底層(催化劑金屬層)m10上,并且半導(dǎo)體納米線nw10可以通過生長工藝形成在絕緣層n10上。形成這個結(jié)構(gòu)的方法可以與以上描述的相同,因而,這里不再重復(fù)其重復(fù)的描述。參考圖14b,接觸納米線nw10的第一區(qū)域(例如第一端部分)的第一電極e10以及接觸納米線nw10的第二區(qū)域(例如第二端部分)的第二電極e20可以形成在絕緣層n10上。圖14b的結(jié)構(gòu)可以被用作半導(dǎo)體器件。當圖14b的結(jié)構(gòu)被用作晶體管時,第一電極e10和第二電極e20的其中之一可以是源電極,另一個可以是漏電極。然后,催化劑金屬層m10可以被用作用于施加電場到納米線nw10的柵極(底柵),并且絕緣層n10可以被用作柵絕緣層。在一些情形下,基板(未示出)可以設(shè)置在催化劑金屬層m10下面,并且基板的至少一部分可以被用作柵極(底柵)。圖14b的結(jié)構(gòu)也可以被用作除晶體管以外的半導(dǎo)體器件。例如,圖14b的結(jié)構(gòu)可以被用作具有兩個電極(即,e10和e20)的兩端子半導(dǎo)體器件。在這種情形下,例如,圖14b的半導(dǎo)體器件可以被用作光學(xué)器件或傳感器。光學(xué)器件可以是光發(fā)射器件或光接收器件。光發(fā)射器件可以是例如激光二極管(ld)或發(fā)光二極管(led),并且光接收器件可以是例如光電二極管。在這個光學(xué)器件中,納米線nw10可以被用作光發(fā)射元件或光電轉(zhuǎn)換元件。傳感器可以是光學(xué)傳感器或化學(xué)傳感器。在這種情況下,納米線nw10的性能,諸如導(dǎo)電性可以通過化學(xué)物種(chemicalspecies)或光而改變。圖14b的結(jié)構(gòu)也可以被用作二極管。在這種情況下,納米線nw10可具有pn結(jié)構(gòu)或pin結(jié)構(gòu)。當圖14b的結(jié)構(gòu)被用作晶體管時,柵極(頂柵)可以進一步形成在納米線nw10以上。其示例在圖15中示出。參考圖15,覆蓋納米線nw10的柵絕緣層gi10可以形成在圖14b的結(jié)構(gòu)中的絕緣層n10上。柵絕緣層gi10可以形成為覆蓋第一和第二電極e10和e20。柵絕緣層gi10可以包括硅氧化物、硅氮化物、硅氮氧化物或具有比硅氮化物高的介電常數(shù)的高介電材料,并且可具有包括以上材料的至少一種的單層或多層結(jié)構(gòu)。此外,柵絕緣層gi10可以形成為包括有機絕緣材料。此后,頂柵tg10可以形成在柵絕緣層gi10上。頂柵tg10可以包括金屬和/或金屬化合物。在半導(dǎo)體器件中使用的任何導(dǎo)電材料可以被用作頂柵tg10的材料。當催化劑金屬層m10被用作圖15的結(jié)構(gòu)中的底柵時,絕緣層n10可以被稱為第一柵絕緣層。在這種情況下,形成在納米線nw10上的柵絕緣層gi10可以被稱為第二柵絕緣層。當頂柵tg10被使用并且催化劑金屬層m10還被用作底柵時,本示例性實施方式的半導(dǎo)體器件可以被稱為具有雙柵結(jié)構(gòu)的雙柵晶體管。然而,在一些情形下,頂柵tg10和催化劑金屬層m10中的僅一個可以被用作柵極。圖16a至16c是示出根據(jù)另一示例性實施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的透視圖。參考圖16a,像圖1b的結(jié)構(gòu)一樣,結(jié)晶絕緣層n10可以形成在底層(催化劑金屬層)m10上,并且半導(dǎo)體納米線nw10可以形成在絕緣層n10上。參考圖16b,圖16a的結(jié)構(gòu)可以附接到基板sub10的一側(cè)。基板sub10可以是例如半導(dǎo)體基板,諸如硅基板。在這種情形下,表面絕緣層sl10,諸如硅氧化物層,可以形成在基板sub10的表面上,并且催化劑金屬層m10可以附接到表面絕緣層sl10。表面絕緣層sl10可以被認為是基板sub10的一部分?;錽ub10的類型和表面絕緣層sl10的材料可以根據(jù)各個示例性實施方式而變化。在一些實施方式中,可以不提供表面絕緣層sl10。參考圖16c,包括納米線nw10的器件單元可以形成在基板sub10上。例如,接觸納米線nw10的第一和第二電極e10和e20可以形成在絕緣層n10上。第一和第二電極e10和e20可以與參考圖14b描述的第一和第二電極e10和e20相同或類似。圖16c的結(jié)構(gòu)可以被用作半導(dǎo)體器件,與以上描述的圖14b的結(jié)構(gòu)類似。當圖16c的結(jié)構(gòu)被用作晶體管時,催化劑金屬層m10或基板sub10可以被用作底柵。絕緣層n10可以是柵絕緣層。此外,圖16c的結(jié)構(gòu)可以被用作除晶體管以外的半導(dǎo)體器件。例如,圖16c的結(jié)構(gòu)可以被用作光學(xué)器件或傳感器。此外,圖16c的結(jié)構(gòu)可以是二極管,如參考圖14b描述的。當圖16c的結(jié)構(gòu)被用作晶體管時,柵極(頂柵)可以進一步形成在納米線nw10以上。其示例在圖17中示出。參考圖17,覆蓋納米線nw10的柵絕緣層gi10可以形成在圖16c的結(jié)構(gòu)中的絕緣層n10上,并且頂柵tg10可以形成在柵絕緣層gi10上。圖17的結(jié)構(gòu)可以類似于圖15的結(jié)構(gòu)。圖18a至18d是示出根據(jù)另一示例性實施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的透視圖。參考圖18a,像圖1b的結(jié)構(gòu)一樣,結(jié)晶絕緣層n10可以形成在底層(催化劑金屬層)m10上,并且半導(dǎo)體納米線nw10可以形成在絕緣層n10上。此后,可以從絕緣層n10去除催化劑金屬層m10。其所得結(jié)構(gòu)在圖18b中示出。催化劑金屬層m10可以通過使用金屬蝕刻劑被去除(例如蝕刻)。例如,金屬蝕刻劑諸如fecl3和hno3可以用于蝕刻催化劑金屬層m10。參考圖18c,圖18b的結(jié)構(gòu)可以被附接到基板sub10的一側(cè)?;錽ub10可以是例如半導(dǎo)體基板,諸如硅基板。在這種情況下,表面絕緣層sl10,諸如硅氧化物層,可以形成在基板sub10的表面上。絕緣層n10可以被附接到表面絕緣層sl10?;錽ub10的類型和表面絕緣層sl10的材料可以根據(jù)各個示例性實施方式而變化,并且在一些實施方式中,可以不提供表面絕緣層sl10。圖18a至18c的工藝可以被稱為將絕緣層n10和納米線nw10從催化劑金屬層m10(即,初始基板)轉(zhuǎn)移到基板sub10上的工藝。為了促進這個轉(zhuǎn)移工藝,催化劑金屬層m10可以利用在圖18a的操作中形成在絕緣層n10上的鈍化層而被去除,并且在其上形成有鈍化層的絕緣層n10可以如圖18c所示地附接到基板sub10上。此后,可以從其去除鈍化層。參考圖18d,包括納米線nw10的器件單元可以形成在基板sub10上。例如,接觸納米線nw10的第一和第二電極e10和e20可以形成在絕緣層n10上。第一和第二電極e10和e20可以與參考圖14b描述的第一和第二電極e10和e20相同或類似。圖18d的結(jié)構(gòu)可以被用作半導(dǎo)體器件。當圖18d的結(jié)構(gòu)被用作晶體管時,基板sub10可以被用作底柵。在這種情況下,表面絕緣層sl10和結(jié)晶絕緣層n10二者可以被用作柵絕緣層。在這種情況下,接觸被用作晶體管的溝道元件的納米線nw10的柵絕緣層部分,也就是,絕緣層n10,可以相對大地影響晶體管的性能。根據(jù)本示例性實施方式,因為絕緣層n10是晶體并且具有優(yōu)良的均勻性和表面性質(zhì),所以半導(dǎo)體器件(晶體管)的性能可以通過絕緣層n10提高。圖18d的結(jié)構(gòu)可以被用作除晶體管以外的半導(dǎo)體器件。例如,圖18d的結(jié)構(gòu)可以被用作光學(xué)器件或傳感器。此外,圖18d的結(jié)構(gòu)可以是二極管。當圖18d的結(jié)構(gòu)被用作晶體管時,柵極(頂柵)可以進一步形成在納米線nw10以上。其示例在圖19中示出。參考圖19,覆蓋納米線nw10的柵絕緣層gi10可以形成在絕緣層n10上,并且頂柵tg10可以形成在柵絕緣層gi10上。圖19的結(jié)構(gòu)可以在這方面與圖17的結(jié)構(gòu)類似。在圖16a和18a中,催化劑金屬層m10可以是例如金屬箔。例如,催化劑金屬層m10可以是cu箔。圖16a至16c的工藝或圖18a至18d的工藝可以通過使用金屬箔作為原始材料進行。然而,根據(jù)另一示例性實施方式,基板(半導(dǎo)體基板)可以被用作原始材料。其示例在圖20a至20d中示出。圖20a至20d是示出根據(jù)另一示例性實施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的透視圖。參考圖20a,可以制備基板sub10?;錽ub10可以是例如半導(dǎo)體基板,諸如硅基板。在這種情形下,表面絕緣層sl10,諸如硅氧化物層,可以形成在基板sub10的表面上。表面絕緣層sl10可以是自然的氧化物層或人工形成的層。表面絕緣層sl10可以被認為是包括于基板sub10中。圖20a的結(jié)構(gòu)可以是絕緣體上硅(soi)晶片或具有形成在其表面上的sio2層的硅晶片。然而,基板sub10的類型和表面絕緣層sl10的材料可以根據(jù)各個示例性實施方式而變化。在一些實施方式中,可以不使用表面絕緣層sl10。參考圖20b,催化劑金屬層m10可以形成在表面絕緣層sl10上。這里,催化劑金屬層m10可以是通過沉積工藝形成的薄膜,而不是金屬箔。參考圖20c,結(jié)晶絕緣層n10可以形成在催化劑金屬層m10上。形成絕緣層n10的方法可以與如圖1a所示地在催化劑金屬層m10上形成絕緣層n10的方法相同。絕緣層n10可以包括例如具有晶體結(jié)構(gòu)的絕緣2d材料。絕緣2d材料可以是例如h-bn。絕緣層n10可以例如通過cvd工藝形成。此后,至少一種半導(dǎo)體納米線nw10可以通過生長工藝形成在絕緣層n10上。納米線nw10的詳細沉積條件、形成方法和/或材料可以與參考例如圖1b描述的相同。通過使用根據(jù)一示例性實施方式的方法,納米線nw10可以直接生長在絕緣層n10上。參考圖20d,包括納米線nw10的器件單元可以形成在基板sub10上。例如,接觸納米線nw10的第一和第二電極e10和e20可以形成在絕緣層n10上。如圖20a至20d所示,當基板sub10被用作原始材料并且催化劑金屬層m10、絕緣層n10和納米線nw10形成在其上時,半導(dǎo)體器件制造工藝可以被更容易地進行。具體地,因為不需要圖16b中示出的基板附接工藝(即,圖16a和16b之間的工藝)并且也不需要圖18a至18c示出的轉(zhuǎn)移工藝,所以制造工藝可以簡化且容易。圖20d的結(jié)構(gòu)可以與圖16c的結(jié)構(gòu)相同。因而,對于圖16c示出的各種半導(dǎo)體器件的應(yīng)用可以類似地應(yīng)用于圖20d。此外,如圖21所示,柵絕緣層gi10和頂柵tg10可以進一步形成在圖20d的結(jié)構(gòu)上。圖21的結(jié)構(gòu)可以與圖17的結(jié)構(gòu)相同。因而,對于圖17示出的各種半導(dǎo)體器件的應(yīng)用可以類似地應(yīng)用于圖21。在以上示例性實施方式中,在結(jié)晶絕緣層n10形成在催化劑金屬層m10上之后,半導(dǎo)體納米線nw10形成在其上。然而,根據(jù)另一示例性實施方式,隨后的工藝可以在預(yù)先形成的結(jié)晶絕緣層n10通過轉(zhuǎn)移工藝形成在基板上之后進行。其示例在圖22a至22d中示出。圖22a至22d是示出根據(jù)另一示例性實施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的透視圖。參考圖22a,可以制備基板sub10?;錽ub10可以是例如半導(dǎo)體基板,諸如硅基板。在這種情形下,表面絕緣層sl10,諸如硅氧化物層,可以形成在基板sub10的表面上。圖22a的組合的基板結(jié)構(gòu)(即,sub10和sl10)可以與圖20a的結(jié)構(gòu)相同。參考圖22b,結(jié)晶絕緣層n10可以通過轉(zhuǎn)移工藝形成在基板sub10上。絕緣層n10可以附接到表面絕緣層sl10。絕緣層n10可以形成在另一基板中的催化劑金屬層上,然后從該另一基板轉(zhuǎn)移到基板sub10上。因為轉(zhuǎn)移絕緣層n10的工藝可以類似于眾所周知的石墨烯轉(zhuǎn)移工藝,所以此處不包括其詳細描述。然而,在一些情形下,絕緣層n10可以通過除轉(zhuǎn)移工藝以外的工藝形成在基板sub10的表面絕緣層sl10上。例如,絕緣層n10可以通過沉積工藝形成。參考圖22c,半導(dǎo)體納米線nw10可以通過生長工藝直接形成在結(jié)晶絕緣層n10上。形成納米線nw10的方法可以與參考例如圖1b描述的相同。參考圖22d,包括納米線nw10的器件單元可以形成在基板sub10上。例如,接觸納米線nw10的第一和第二電極e10和e20可以形成在絕緣層n10上。圖22d的結(jié)構(gòu)可以與圖18d的結(jié)構(gòu)相同。因而,對于圖18d示出的各種半導(dǎo)體器件的應(yīng)用可以類似地應(yīng)用于圖22d。此外,如圖23所示,柵絕緣層gi10和頂柵tg10可以進一步形成在圖22d的結(jié)構(gòu)上。圖23的結(jié)構(gòu)可以與圖19的結(jié)構(gòu)相同。因而,對于圖19示出的各種半導(dǎo)體器件的應(yīng)用可以類似地應(yīng)用于圖23。在以上示例性實施方式中,如果必要,可以進一步提供用于防止納米線nw10的氧化的抗氧化層(未示出)。例如,抗氧化層可以提供以覆蓋圖14b的結(jié)構(gòu)中的納米線nw10,并且抗氧化層也可以提供在圖15的結(jié)構(gòu)中的納米線nw10和柵絕緣層gi10之間。當納米線nw10的直徑/厚度大于可以自然地產(chǎn)生的氧化物層的厚度時,可以不形成抗氧化層。在這種情形下,即使當氧化物層形成在納米線nw10的表面部分時,因為其內(nèi)部(即,芯部分)可以保持處于非氧化狀態(tài),所以它可以被用作半導(dǎo)體元件。當納米線nw10的直徑/厚度非常小時,大約3nm或更小,可以形成抗氧化層以防止整個納米線nw10的氧化。在一些情形下,納米線nw10的氧化可以通過調(diào)整工藝條件(例如氣氛)而不是通過形成抗氧化層來防止。在圖14a至23的以上示例性實施方式中,納米線nw10可以處于未摻雜的狀態(tài)或可具有摻雜結(jié)構(gòu)。圖24a、24b、24c和24d是示出可以應(yīng)用于根據(jù)示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的納米結(jié)構(gòu)(納米線)的各種摻雜結(jié)構(gòu)的透視圖。圖24a示出具有npn結(jié)構(gòu)的納米線。圖24b示出具有pnp結(jié)構(gòu)的納米線。圖24c示出具有pn結(jié)構(gòu)的納米線。圖24d示出具有pin結(jié)構(gòu)的納米線。例如,當具有圖24a的npn結(jié)構(gòu)的納米線或具有圖24b的pnp結(jié)構(gòu)的納米線被用作圖15中的納米線nw10時,圖15的器件可以作為p-溝道m(xù)osfet或n溝道m(xù)osfet操作。當圖14b的結(jié)構(gòu)被用作光學(xué)器件或二極管時,圖24c的pn結(jié)構(gòu)或圖24d的pin結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于納米線nw10。圖24a、24b、24c和24d中的各種摻雜結(jié)構(gòu)可以不僅應(yīng)用于圖14b和15,而且可以應(yīng)用于例如圖16c、17、18d、19、20d、21、22d和23。n型摻雜劑材料可以包括任何一種一般的n型摻雜劑材料諸如氮(n)和磷(p),p型摻雜劑材料可以包括任何一種一般的p型摻雜劑材料諸如硼(b)和鋁(al)。此外,在納米線中形成p型摻雜區(qū)域和n型摻雜區(qū)域的工藝可以使用一般的半導(dǎo)體摻雜工藝容易地進行。例如,具有npn結(jié)構(gòu)的納米線nw10可以通過在圖16b的操作中用n型摻雜劑摻雜整個納米線nw10并且然后在圖16c的操作中用p型摻雜劑摻雜納米線nw10的在第一和第二電極e10和e20之間暴露的中心部分而獲得。然而,這個方法僅是示例性,并且可以根據(jù)各個示例性實施方式而變化。圖25a至25c是示出根據(jù)另一示例性實施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的透視圖。參考圖25a,具有晶體結(jié)構(gòu)的絕緣層n100可以形成在催化劑金屬層m100上。催化劑金屬層m100和絕緣層n100可以分別對應(yīng)于圖2a的催化劑金屬層m100和絕緣層n100。催化劑金屬層m100可以包括例如cu、ni、fe、co、pt和/或ru。絕緣層n100可以包括晶體絕緣2d材料。2d材料可以是例如h-bn。此后,多個半導(dǎo)體納米線(以下被稱為納米線)nw100可以形成在絕緣層n100上。納米線nw100中的至少一些可以形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。換言之,納米線nw100可具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。每個納米線nw100可以被稱為納米纖維,并且在這種情形下,納米線nw100可以被稱為形成納米纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。納米線nw100的形成方法和/或材料可以與例如圖2b中示出的納米線nw10的那些相似或相同。納米線nw100可以包括例如si、ge和sige中的至少一種。納米線nw100可以被稱為組成半導(dǎo)體元件層s100。換言之,在圖25a中,包括納米線nw100的半導(dǎo)體元件層s100形成在絕緣層n100上。半導(dǎo)體元件層s100可以被稱為納米結(jié)構(gòu)層或納米結(jié)構(gòu)。參考圖25b,半導(dǎo)體元件層s100可以被圖案化以形成多個有源層區(qū)域a100。有源層區(qū)域a100可以均勻地布置從而彼此間隔開。有源層區(qū)域a100的每個可以包括多個納米線nw100'。nw100'表示在圖案化工藝之后的納米線。參考圖25c,與每個有源層區(qū)域a100相應(yīng)的器件單元可以形成在絕緣層n100上。例如,可以形成接觸每個有源層區(qū)域a100的第一和第二電極e100和e200。第一電極e100可以接觸有源層區(qū)域a100的第一區(qū)域(例如第一端部分),第二電極e200可以接觸有源層區(qū)域a100的第二區(qū)域(例如第二端部分)。此處給出的第一和第二電極e100和e200的布置和形狀僅是示例性的,并且可以根據(jù)各個示例性實施方式而變化。頂柵可以進一步形成在圖25c的器件結(jié)構(gòu)上。其示例在圖26中示出。參考圖26,覆蓋有源層區(qū)域a100以及第一和第二電極e100和e200的柵絕緣層gi100可以形成在絕緣層n100上,并且多個頂柵tg100可以形成在柵絕緣層gi100上。此處給出的頂柵tg100的布置和形狀僅是示例性的,并且可以根據(jù)各個示例性實施方式而變化。如參考圖25a至25c和圖26描述的,示例性實施方式可以容易地應(yīng)用于大面積工藝(例如,晶片級工藝)。因而,示例性實施方式作為用于大規(guī)模生產(chǎn)的商業(yè)化工藝可以是適當?shù)?。圖27是示出與圖25c的單元器件相應(yīng)的結(jié)構(gòu)的透視圖,圖28是示出與圖26的單元器件相應(yīng)的結(jié)構(gòu)的透視圖。圖27和28兩者的結(jié)構(gòu)可以對應(yīng)于根據(jù)示例性實施方式的半導(dǎo)體器件。參考圖27,結(jié)晶絕緣層n11可以形成在催化劑金屬層m11上,并且多個納米線nw11可以形成在絕緣層n11上。納米線nw11中的至少一些可以形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。納米線nw11可以被稱為組成有源層區(qū)域a11。可以提供分別接觸第一和第二區(qū)域的第一和第二電極e11和e22。參考圖28,柵絕緣層gi11可以設(shè)置在圖27的結(jié)構(gòu)中的絕緣層n11上,并且頂柵tg11可以設(shè)置在柵絕緣層gi11上。在圖27和28的結(jié)構(gòu)中,絕緣層n11可以包括絕緣2d材料諸如h-bn,并且納米線nw11可以直接沉積在絕緣層n11上。因而,納米線nw11可以直接接觸絕緣層n11。圖27和28的結(jié)構(gòu)可以被用于各種裝置,諸如晶體管、二極管、光學(xué)器件和傳感器。參考圖25a至25c、26、27和28描述的制造方法和半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)可以像參考例如圖16a至16c、17、18a至18d、19、20a至20d、21、22a至22d和23描述的示例性實施方式一樣以多種方式變化。根據(jù)以上示例性實施方式的半導(dǎo)體器件可以代替任何現(xiàn)有的半導(dǎo)體器件,諸如si基半導(dǎo)體器件。根據(jù)示例性實施方式的半導(dǎo)體器件可以以芯片形式實現(xiàn)以被用于晶體管或二極管的任何應(yīng)用領(lǐng)域,可以應(yīng)用于便攜式電話或任何家用電器,并且可以應(yīng)用于諸如光學(xué)器件和傳感器的各種領(lǐng)域。根據(jù)示例性實施方式,因為半導(dǎo)體納米線nw10和nw100直接生長在結(jié)晶絕緣層n10和n100上并且被用作半導(dǎo)體器件的組件,所以可以獲得各種相關(guān)的優(yōu)點。具體地,因為納米線nw10和nw100直接形成在絕緣層n10和n100上,所以可以不需要轉(zhuǎn)移納米線nw10和nw100的工藝。此外,因為使用了結(jié)晶絕緣層n10和n100,所以可以容易地實現(xiàn)均勻且優(yōu)良的器件性能。因而,具有優(yōu)良的性能和均勻性的器件可以被實現(xiàn)。此外,因為大面積工藝是可能的,所以此處的發(fā)明構(gòu)思可以適于商業(yè)化工藝。雖然以上已經(jīng)描述了許多細節(jié),但是它們不旨在限制本公開的范圍,而是應(yīng)被解釋為示例性實施方式的示例。例如,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解,參考圖1a至13描述的納米結(jié)構(gòu)形成方法可以根據(jù)各個示例性實施方式而變化。此外,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解,參考圖14a至28描述的半導(dǎo)體器件制造方法和半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)可以根據(jù)各個示例性實施方式而變化。此外,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解,半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域可以根據(jù)各個示例性實施方式而變化。因此,本公開的范圍應(yīng)該不是由所描述的示例實施方式限定,而是由權(quán)利要求中描述的技術(shù)精神和范圍限定。應(yīng)該理解,此處描述的示例性實施方式應(yīng)該被認為是僅是描述的并且不應(yīng)被認為是限制。在每個示例性實施方式內(nèi)的特征或方面的描述通常應(yīng)被認為可用于其它示例性實施方式中的其它類似特征或方面。雖然已經(jīng)參考附圖描述了示例性實施方式,但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解,可以在其中進行形式和細節(jié)的各種改變而不脫離由權(quán)利要求限定的精神和范圍。本申請要求享有2015年9月10日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2015-0128571號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán),其公開通過整體引用合并于此。當前第1頁12
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