二維材料結(jié)構(gòu)的制造方法和二維材料器件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提出了一種二維材料結(jié)構(gòu)的制造方法和二維材料器件。所述二維材料結(jié)構(gòu)的制造方法包括：在襯底上形成犧牲FIN結(jié)構(gòu)；釋放所述犧牲FIN結(jié)構(gòu)；在釋放所述FIN結(jié)構(gòu)的位置處形成載體FIN結(jié)構(gòu)；以及以所述載體FIN結(jié)構(gòu)為基底，自限制地生長(zhǎng)二維材料納米結(jié)構(gòu)。通過(guò)使用犧牲Fin結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)二維材料納米結(jié)構(gòu)的自限制生長(zhǎng)，具有精度高、邊緣粗糙度低、通量大、工藝偏差小等特點(diǎn)，同時(shí)與現(xiàn)有硅基CMOS大規(guī)模集成電路工藝高度兼容，適用于二維材料以及相關(guān)器件的大規(guī)模生產(chǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
二維材料結(jié)構(gòu)的制造方法和二維材料器件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體地涉及一種二維材料結(jié)構(gòu)的制造方法和二維材料器件，更具體地涉及一種可以控制形貌和尺寸的二維材料結(jié)構(gòu)的制造方法和二維材料器件。
【背景技術(shù)】
[0002]以硅工藝為基礎(chǔ)的集成電路沿摩爾定律經(jīng)歷了50多年的超高速發(fā)展，特征尺寸已經(jīng)減小至目前的216/14納米乃至更小。隨著集成電路技術(shù)進(jìn)入納米尺度，工藝難度及工藝成本激增，關(guān)鍵技術(shù)正在逼近量子效應(yīng)主導(dǎo)的物理極限，集成電路的可持續(xù)發(fā)展正面臨前所未有的挑戰(zhàn)。近年來(lái)不斷涌現(xiàn)出新材料、新工藝和新器件，以克服目前納米尺寸CMOS技術(shù)所遭遇的瓶頸。
[0003]二維材料是目前被寄予厚望的新型材料。例如石墨稀(Graphene)是從石墨材料中剝離出來(lái)、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，具有非常優(yōu)異和新穎的物理化學(xué)性質(zhì)，在諸多領(lǐng)域均可廣泛應(yīng)用。在集成電路領(lǐng)域最值得關(guān)注的是把石墨烯作為溝道材料制作晶體管。由于石墨稀在室溫下具有超尚的載流子遷移率，石墨稀晶體管$父之傳統(tǒng)CMOS晶體管將具有更好的性能。然而由于石墨烯的價(jià)帶剛好填滿(mǎn)同時(shí)導(dǎo)帶全空，也就是說(shuō)石墨稀的費(fèi)米(Fermi)面剛好處在導(dǎo)帶和價(jià)帶之間。由于導(dǎo)帶底和價(jià)帶頂剛好交于K點(diǎn)，F(xiàn)ermi面應(yīng)穿過(guò)K點(diǎn)，因此可以認(rèn)為石墨稀是一個(gè)零帶隙的半導(dǎo)體，即石墨稀本身不具有能隙，因此石墨烯晶體管開(kāi)關(guān)比很低，不能被用于邏輯電路等對(duì)器件有高開(kāi)關(guān)比需求的應(yīng)用中。面向邏輯電路應(yīng)用的石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管需要解決的首要問(wèn)題是對(duì)帶隙進(jìn)行調(diào)控，否則高增益和低功耗的目標(biāo)無(wú)從實(shí)現(xiàn)。
[0004]目前打開(kāi)石墨烯能帶的方法主要包括以下方法:I)石墨烯晶格改造;2)在雙層石墨稀中施加垂直電場(chǎng);3)利用應(yīng)力引入帶隙；4)將石墨稀制備為納米帶。其中將石墨稀制備為納米來(lái)打開(kāi)石墨烯能帶是最為方便也是受到最多研究的一種方法。然而如何制備出可以打開(kāi)足夠能隙的石墨烯納米帶對(duì)目前的工藝手段提出了更高的要求。
[0005]為了利用當(dāng)前的工藝手段制備出石墨烯納米帶，各個(gè)研究組都提出了一些有特色的辦法，包括:電子束曝光技術(shù)、化學(xué)方法的可向異性刻蝕、聲化學(xué)方法、碳納米管裁剪法、碳化硅基外延、有機(jī)合成、金屬模板直接生長(zhǎng)等。但是這些方法中只有個(gè)別的方法可以提供大規(guī)模集成使用，但是卻不能提供足夠窄的納米條帶和足夠平滑的邊緣。上述方法都在不同程度上實(shí)現(xiàn)了帶隙的調(diào)制，提高了增益，其不足在于均需要借助腐蝕工藝，會(huì)造成材料邊緣不整齊乃至引入缺陷，降低材料迀移率。并且大部分方法都不屬于原位的自限制生長(zhǎng)，需要配合石墨烯的轉(zhuǎn)移工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，上述工藝穩(wěn)定性較差，工藝偏差很難控制，無(wú)法供大規(guī)模集成使用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種二維材料結(jié)構(gòu)的制造方法和由此得到的二維材料器件，尤其是用于二維材料納米器件。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種二維材料結(jié)構(gòu)的制造方法，包括:在襯底上形成犧牲FIN結(jié)構(gòu)；用電介質(zhì)覆蓋所述犧牲FIN結(jié)構(gòu);釋放所述犧牲FIN結(jié)構(gòu);在釋放所述FIN結(jié)構(gòu)的位置處形成載體FIN結(jié)構(gòu)；以及以所述載體FIN結(jié)構(gòu)為基底，自限制地生長(zhǎng)二維材料結(jié)構(gòu)。
[0008]優(yōu)選地，所述二維材料可以是石墨烯，并且所述二維材料也可以是其他適用的二維材料，例如過(guò)渡金屬硫化物(TMD)或黑磷(Blac k Phospuorus)等等二維材料。
[0009]優(yōu)選地，釋放所述犧牲FIN結(jié)構(gòu)包括:對(duì)電介質(zhì)層進(jìn)行回蝕，直到露出所述犧牲FIN結(jié)構(gòu)；以及以所述電介質(zhì)層為掩?；匚g掉所述犧牲FIN結(jié)構(gòu)。
[0010]優(yōu)選地，在釋放所述FIN結(jié)構(gòu)的位置處形成載體FIN結(jié)構(gòu)之后，所述方法還包括:對(duì)所述電介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕以暴露出所述載體FIN結(jié)構(gòu)的頂端、側(cè)面或者兩者。
[0011]優(yōu)選地，所述方法還包括:以所述載體FIN結(jié)構(gòu)為基底，在所暴露的載體FIN結(jié)構(gòu)上自限制地生長(zhǎng)二維材料納米結(jié)構(gòu)。
[0012]優(yōu)選地，在以所述載體FIN結(jié)構(gòu)為基底自限制地生長(zhǎng)二維材料納米結(jié)構(gòu)之后還包括釋放所述載體FIN結(jié)構(gòu)以形成懸空的二維材料溝道。
[0013]優(yōu)選地，所述二維材料結(jié)構(gòu)是二維材料納米結(jié)構(gòu)。所述二維材料納米結(jié)構(gòu)可以是二維材料納米帶等等。
[0014]優(yōu)選地，所述載體FIN結(jié)構(gòu)的材料與所述二維材料晶格匹配。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提出了一種二維材料器件，其中采用根據(jù)前述二維材料結(jié)構(gòu)的制造方法來(lái)制備所述二維材料器件。
[0016]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有二維材料納米級(jí)結(jié)構(gòu)的制備問(wèn)題，提出了一種可控制二維材料生長(zhǎng)形貌的方法，通過(guò)使用基底材料的高精度工藝實(shí)現(xiàn)載體材料的Fin結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)二維材料納米結(jié)構(gòu)的原位自限制生長(zhǎng)，可以精確且廉價(jià)地控制二維材料納米結(jié)構(gòu)的尺寸和均一性，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和高密度集成。
【附圖說(shuō)明】
[0017]下面參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中:
[0018]圖1a示出了在襯底上形成犧牲FIN結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0019]圖1b示出了在犧牲FIN結(jié)構(gòu)上填充電介質(zhì)層的示意圖；
[0020]圖1c示出了回蝕電介質(zhì)層以暴露犧牲FIN結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0021 ]圖1d示出了釋放犧牲FIN結(jié)構(gòu)之后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖1e示出了在釋放犧牲Fin結(jié)構(gòu)之后留下的位置處外延生長(zhǎng)出載體Fin結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0023]圖1f示出了以載體Fin結(jié)構(gòu)為基底在載體FIN結(jié)構(gòu)頂部自限制生長(zhǎng)二維材料納米結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0024]圖2&不出了另一種載體FIN結(jié)構(gòu)的不意圖；
[0025]圖2b示出了載體Fin結(jié)構(gòu)為基底在載體FIN結(jié)構(gòu)頂部和側(cè)面自限制地生長(zhǎng)二維材料納米結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0026]圖2c示出了載體Fin結(jié)構(gòu)為基底只在載體FIN的側(cè)面自限制生長(zhǎng)二維材料納米結(jié)構(gòu)的不意圖；以及
[0027]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的二維材料納米結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]現(xiàn)在對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例提供詳細(xì)參考，其范例在附圖中說(shuō)明，圖中相同的數(shù)字全部代表相同的元件。為解釋本發(fā)明下述實(shí)施例將參考附圖被描述。
[0029]針對(duì)現(xiàn)有二維材料納米級(jí)結(jié)構(gòu)的制備問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種可控制形貌和尺寸的二維材料結(jié)構(gòu)的制造方法，通過(guò)使用Fin結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)二維材料納米結(jié)構(gòu)的自限制生長(zhǎng)。該方法精度高、邊緣粗糙度低、可以做到納米量級(jí)結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有通量大，工藝偏差小的特點(diǎn)，可以適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)。
[0030]下面以石墨烯二維材料為例來(lái)具體介紹根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的二維材料制造方法。應(yīng)該理解的是所述二維材料可以是石墨烯，并且所述二維材料也可以是其他適用的二維材料，例如過(guò)渡金屬硫化物(TMD)或黑磷(Black Phospuorus)等等二維材料。
[0031]圖1a示出了在襯底上形成犧牲FIN結(jié)構(gòu)的示意圖。首先如圖1a所示，在準(zhǔn)備好的襯底100上形成襯底材料A的犧牲FIN結(jié)構(gòu)101。
[0032]襯底材料A可以是S1、SiC等。由于襯底材料A是半導(dǎo)體領(lǐng)域的成熟材料，因此利用半導(dǎo)體材料制造的犧牲FIN結(jié)構(gòu)101工藝成熟并且精度較高，生產(chǎn)成本較低。
[0033]接下來(lái)如圖1b所示，填充介質(zhì)層102以覆蓋所形成的犧牲FIN結(jié)構(gòu)101。圖1b示出了在犧牲FIN結(jié)構(gòu)上填充電介質(zhì)層的示意圖。填充電介質(zhì)層102可以采用沉積或者ALD工藝，包括但不限于PECVD、LPCVD、ALD等)。具體地，電介質(zhì)材料可以是但不局限于氧化硅、氮化硅、氣氧化娃、氧化招、氧化給等電介質(zhì)材料。
[0034]然后對(duì)填充的電介質(zhì)層102進(jìn)行回蝕，直到露出犧牲FIN結(jié)構(gòu)101的頂端為止，如圖1c所示。圖1c示出了回蝕電介質(zhì)層以暴露犧牲FIN結(jié)構(gòu)的示意圖?；匚g的程度依賴(lài)于隨后將要在所述載體FIN結(jié)構(gòu)形成的二維材料的載體材料的大小。如圖1c所示，回蝕之后剩余的電介質(zhì)層表示為102’。具體地，回蝕可以采用干法刻蝕或者濕法刻蝕的形式。為了更好地控制刻蝕形貌，干法刻蝕是優(yōu)選方案，并且干法刻蝕的典型方法為利用Ar氣產(chǎn)生的等離子體對(duì)介質(zhì)層進(jìn)行轟擊減薄。干法刻蝕的其他備選方案為ICP或者RIE刻蝕。圖1d示出了釋放犧牲FIN結(jié)構(gòu)之后的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1d所示，通過(guò)利用襯底材料的刻蝕劑刻蝕掉襯底材料的犧牲FIN結(jié)構(gòu)101，從而釋放掉所述犧牲FIN結(jié)構(gòu)101，留下前述犧牲FIN結(jié)構(gòu)101的形貌所限定的溝槽。
[0035]圖1e示出了在釋放犧牲Fin結(jié)構(gòu)之后留下的位置處外延生長(zhǎng)出載體Fin結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1e所示，在犧牲Fin結(jié)構(gòu)釋放之后留下的位置處外延生長(zhǎng)出載體材料B的Fin結(jié)構(gòu)
103。載體材料B是二維材料納米結(jié)構(gòu)可以依附于其上繼續(xù)生長(zhǎng)的材料。具體地，載體材料B可以是鍺、砸等半導(dǎo)體材料。之所以選用材料B作為載體，是因?yàn)檩d體材料B由于晶格匹配等原因，更有利于在其上直接制備出高質(zhì)量的二維材料。其次，載體材料B相對(duì)硅材料價(jià)格昂貴，如果直接用常規(guī)的刻蝕工藝制造載體材料B的FIN結(jié)構(gòu)，將會(huì)造成載體材料B的巨大浪費(fèi)，從而增加生產(chǎn)成本。本發(fā)明的實(shí)施例通過(guò)利用價(jià)格低廉的硅材料精確地限定出FIN結(jié)構(gòu)，然后釋放所述FIN結(jié)構(gòu)并且用載體材料B進(jìn)行填充從而形成載體材料B的FIN結(jié)構(gòu)，大大節(jié)省了載體材料B的消耗量;并且由于基底材料B的工藝成熟穩(wěn)定，與現(xiàn)有的半導(dǎo)體技術(shù)工藝兼容，從而降低了工藝難度和工藝成本。
[0036]如上所述，本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)際上利用基底材料A的光刻、刻蝕、填充等技術(shù)手段，得到了載體材料B的FIN結(jié)構(gòu)。在得到了載體材料B的FIN結(jié)構(gòu)之后，可以以所述載體材料B的FIN結(jié)構(gòu)為基底，自組織地生長(zhǎng)二維材料的納米結(jié)構(gòu)。例如，可以根據(jù)所需二維材料納米結(jié)構(gòu)的不同，控制Fin結(jié)構(gòu)的形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)二維材料納米結(jié)構(gòu)形貌的控制。
[0037]下面結(jié)合附圖描述在上述載體材料B上外延生長(zhǎng)得到的二維材料結(jié)構(gòu)。圖1f示出了以載體Fin結(jié)構(gòu)為基底在載體FIN結(jié)構(gòu)頂部自限制生長(zhǎng)二維材料納米結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1f所示，示出了以載體材料B的載體Fin結(jié)構(gòu)103為基底，自限制生長(zhǎng)二維材料納米結(jié)構(gòu)104。如上所述，二維材料納米結(jié)構(gòu)的材料可以是石墨稀，也就是說(shuō)以載體材料B的FIN結(jié)構(gòu)1 3為基底，在所述載體FIN結(jié)構(gòu)103上自限制地生長(zhǎng)得到了石墨稀材料的二維材料納米結(jié)構(gòu)
104。由于可以通過(guò)基底材料A的光刻、刻蝕容易地形成不同形狀和大小的基底材料的犧牲FIN結(jié)構(gòu)，可以控制載體FIN結(jié)構(gòu)的形狀和大小，進(jìn)而可以控制自限制生長(zhǎng)的二維材料納米結(jié)構(gòu)的形狀和大小。這里的自限制生長(zhǎng)也可以理解為自組裝生長(zhǎng)，指的是需要生長(zhǎng)的二維納米結(jié)構(gòu)材料只能以載體材料為基底進(jìn)行生長(zhǎng)，在不存在載體材料B的位置不會(huì)生長(zhǎng)二維材料納米結(jié)構(gòu)。
[0038I圖2a示出了另一種二維材料生長(zhǎng)的示意圖。如圖2a所示，在圖1d所示的工藝之后，在Fin釋放后留下的位置處外延生長(zhǎng)出載體材料B的Fin結(jié)構(gòu)103，得到如圖1e所示的FIN結(jié)構(gòu)103。然后繼續(xù)刻蝕電介質(zhì)層，直到露出載體材料B的FIN結(jié)構(gòu)103，剩余的電介質(zhì)層表示為102’AIN結(jié)構(gòu)103的露出程度(S卩，電介質(zhì)層102的刻蝕程度)依賴(lài)于將要需要形成二維材料FIN結(jié)構(gòu)的要求。
[0039]接下來(lái)，可以以載體材料B的Fin結(jié)構(gòu)103為基底，通過(guò)控制載體材料B的不同晶向，從而可以在Fin結(jié)構(gòu)103上上生長(zhǎng)出兩種不同形貌的二維材料覆蓋層。圖2b示出了載體Fin結(jié)構(gòu)為基底在載體FIN結(jié)構(gòu)頂部和側(cè)面自限制地生長(zhǎng)二維材料納米結(jié)構(gòu)的示意圖。具體地，如圖2b所示，以載體材料B的Fin結(jié)構(gòu)103為基底，自限制生長(zhǎng)包裹載體Fin結(jié)構(gòu)103的二維材料層104。圖2c示出了載體Fin結(jié)構(gòu)為基底只在載體FIN的側(cè)面自限制生長(zhǎng)二維材料納米結(jié)構(gòu)的示意圖。還可以如圖2c所示，以載體材料B的載體Fin結(jié)構(gòu)103為基底，僅在載體Fin結(jié)構(gòu)103的側(cè)面上自限制地生長(zhǎng)二維材料層104。具體地，通過(guò)對(duì)FIN結(jié)構(gòu)的不同晶向的選取，可以有選擇性地控制只在FIN結(jié)構(gòu)的側(cè)面生長(zhǎng)二維材料層，由此可以獲得不同形貌的二維材料層104。利用這些不同形貌的二維材料層104可以制備器件。
[0040]可以通過(guò)上述的二維材料層104直接制備器件。
[0041]另外，也可以在形成二維材料層104之后釋放上述載體材料B的FIN結(jié)構(gòu)103，形成懸空的二維材料溝道，然后制備包括上述懸空的二維材料溝道的半導(dǎo)體器件。
[0042]此外，還可以在上述二維材料層104上繼續(xù)制備電介質(zhì)層、沉積金屬并且釋放所述載體材料B的載體FIN結(jié)構(gòu)103，形成懸空的二維材料溝道，然后制備包括上述懸空的二維材料溝道的半導(dǎo)體器件。
[0043]Fin結(jié)構(gòu)載體材料層不限于某種特定材料，可以是任何能夠外延生長(zhǎng)二維材料納米結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料。
[0044]介質(zhì)層可以為任何介質(zhì)，不局限于氧化硅、氮化硅等。
[0045]二維材料的生長(zhǎng)方式可以是各種方法(常壓、高壓、低壓、等離子體增強(qiáng)等)。
[0046]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的二維材料納米結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖。如圖3所示，所述方法包括:在襯底上形成犧牲FIN結(jié)構(gòu)(S301);用電介質(zhì)覆蓋所述犧牲FIN結(jié)構(gòu)(S302);釋放所述犧牲FIN結(jié)構(gòu)(S303);在釋放所述FIN結(jié)構(gòu)的位置處生長(zhǎng)載體FIN結(jié)構(gòu)(S304);以及以所述載體FIN結(jié)構(gòu)為基底，自限制地生長(zhǎng)二維材料納米結(jié)構(gòu)(S305)。通過(guò)使用犧牲Fin結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)二維材料納米結(jié)構(gòu)的自限制生長(zhǎng)，具有精度高、邊緣粗糙度低、通量大、工藝偏差小等特點(diǎn)，適用于二維材料的大規(guī)模生產(chǎn)。
[0047]所述二維材料可以是石墨烯，并且所述二維材料也可以是其他適用的二維材料，例如過(guò)渡金屬硫化物(TMD)或黑磷(Black Phospuorus)等等二維材料。
[0048]其中釋放犧牲FIN結(jié)構(gòu)包括:對(duì)電介質(zhì)層進(jìn)行回蝕，直到露出所述犧牲FIN結(jié)構(gòu)；以及以所述電介質(zhì)層為掩模回蝕掉所述犧牲FIN結(jié)構(gòu)。
[0049]其中，在所述在釋放所述FIN結(jié)構(gòu)的位置處生長(zhǎng)載體FIN結(jié)構(gòu)之后，所述方法還包括:對(duì)所述電介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕以暴露出所述載體FIN結(jié)構(gòu)的頂端、側(cè)面或者兩者。
[0050]其中以所述載體FIN結(jié)構(gòu)為基底，在上述暴露的載體FIN結(jié)構(gòu)上自限制地生長(zhǎng)二維材料納米結(jié)構(gòu)。
[0051]在以所述載體FIN結(jié)構(gòu)為基底自限制地生長(zhǎng)二維材料納米結(jié)構(gòu)之后還包括釋放所述載體FIN結(jié)構(gòu)以形成懸空的二維材料溝道。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提出了一種二維材料器件，其中采用根據(jù)前述二維材料制造方法來(lái)制備所述二維材料器件。
[0053]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有二維材料納米級(jí)結(jié)構(gòu)的制備問(wèn)題，提出了一種可控制二維材料生長(zhǎng)形貌的方法，通過(guò)使用基底材料的高精度工藝實(shí)現(xiàn)載體材料的Fin結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)二維材料納米結(jié)構(gòu)的自限制生長(zhǎng)，可以精確且廉價(jià)地控制二維材料納米結(jié)構(gòu)的尺寸和均一性，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和高密度集成。
[0054]該方法主要具有如下優(yōu)點(diǎn):能實(shí)現(xiàn)二維材料納米結(jié)構(gòu)的自限制生長(zhǎng)，能通過(guò)半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域的成熟精確工藝有效地控制二維材料的形貌和尺度，邊緣粗糙度低;避免了對(duì)二維材料的轉(zhuǎn)移及刻蝕等后續(xù)加工工藝，能有效提升二維材料表面潔凈度，減小表面態(tài)，并且可以實(shí)現(xiàn)二維材料器件的原位制備;與現(xiàn)有大規(guī)模集成電路制造工藝兼容，適用于工業(yè)化大生產(chǎn);本發(fā)明方法精度高并且工藝偏差小。
[0055]盡管已經(jīng)參考本發(fā)明的典型實(shí)施例，具體示出和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的多種改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種二維材料結(jié)構(gòu)的制造方法，包括: 在襯底上形成犧牲FIN結(jié)構(gòu)； 用電介質(zhì)覆蓋所述犧牲FIN結(jié)構(gòu)； 釋放所述犧牲FIN結(jié)構(gòu)； 在釋放所述FIN結(jié)構(gòu)的位置處形成載體FIN結(jié)構(gòu)；以及 以所述載體FIN結(jié)構(gòu)為基底，自限制地生長(zhǎng)二維材料結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維材料結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述二維材料是石墨烯、過(guò)渡金屬硫化物(TMD)或黑磷。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維材料結(jié)構(gòu)的制造方法，其中釋放所述犧牲FIN結(jié)構(gòu)包括: 對(duì)電介質(zhì)層進(jìn)行回蝕，直到露出所述犧牲FIN結(jié)構(gòu)；以及 以所述電介質(zhì)層為掩?；匚g掉所述犧牲FIN結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二維材料結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述回蝕是干法刻蝕或濕法刻蝕。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維材料結(jié)構(gòu)的制造方法，在釋放所述FIN結(jié)構(gòu)的位置處形成載體FIN結(jié)構(gòu)之后還包括:對(duì)所述電介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕以暴露出所述載體FIN結(jié)構(gòu)的頂端、側(cè)面或者兩者。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二維材料結(jié)構(gòu)的制造方法，其中以所述載體FIN結(jié)構(gòu)為基底，在所暴露的載體FIN結(jié)構(gòu)上自限制地生長(zhǎng)二維材料結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維材料結(jié)構(gòu)的制造方法，在以所述載體FIN結(jié)構(gòu)為基底自限制地生長(zhǎng)二維材料結(jié)構(gòu)之后還包括釋放所述載體FIN結(jié)構(gòu)以形成懸空的二維材料溝道。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的二維材料結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述二維材料結(jié)構(gòu)是二維材料納米結(jié)構(gòu)。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的二維材料結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述載體FIN結(jié)構(gòu)的材料與所述二維材料晶格匹配。10.—種二維材料器件，其中采用根據(jù)前述權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的二維材料結(jié)構(gòu)的制造方法來(lái)制備所述二維材料器件。
【文檔編號(hào)】H01L29/78GK105895530SQ201610140337
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月11日
【發(fā)明人】粟雅娟, 賈昆鵬, 趙超, 戰(zhàn)俊, 曹合適
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院微電子研究所