制造半导体器件的方法技术

提供了半导体器件及其使用碳纳米管的制造方法。在实施例中，形成纳米管堆叠件，然后利用非破坏性去除工艺来减小该纳米管堆叠件的厚度。然后可以由减小的纳米管堆叠件来形成诸如晶体管的器件。

【技术实现步骤摘要】
制造半导体器件的方法
本申请的实施例涉及制造半导体器件的方法。
技术介绍
半导体器件用于各种电子应用中，诸如，例如，个人计算机、手机、数码相机和其他电子设备。半导体器件通常通过在半导体衬底上方顺序沉积绝缘或介电层、导电层和半导体材料层，并使用光刻法图案化各个材料层以在其上形成电路组件和元件来制造。半导体行业通过不断减少最小部件尺寸以不断提高各种电子元件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度，从而能让更多的组件集成到特定的区域内。随着半导体制造工艺中部件尺寸的不断缩小，出现了更多需要解决的挑战。
技术实现思路
本申请的一些实施例提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：形成纳米管堆叠件，其中，各个纳米管与相邻的纳米管对齐；在所述纳米管堆叠件上方沉积支撑层；去除所述支撑层，其中，去除所述支撑层还从所述纳米管堆叠件中去除至少一层纳米管；以及在所述纳米管堆叠件的剩余部分上方沉积栅电极。本申请的另一些实施例提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：通过过滤膜来过滤碳纳米管溶液，所述过滤膜具有静电场，其中，在所述过滤过程中，第一层碳纳米管、第二层碳纳米管和第三层碳纳米管沉积在所述过滤膜上；将所述第一层碳纳米管、所述第二层碳纳米管和所述第三层碳纳米管转移到衬底上方的介电层；用破坏性去除工艺去除所述第三层碳纳米管；用非破坏性去除工艺去除所述第二层碳纳米管；以及在去除所述第二层碳纳米管之后，在所述第一层碳纳米管上方形成栅电极。本申请的又一些实施例提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：接收溶液，所述溶液包含碳纳米管；使用第一静电场将所述碳纳米管排列成排列整齐的碳纳米管堆叠件；将所述排整齐的碳纳米管堆叠件放置在介电材料上；用第一工艺第一次减薄所述排列整齐的碳纳米管堆叠件；用不同于所述第一工艺的第二工艺第二次减薄所述排列整齐的碳纳米管堆叠件；以及在第二次减薄所述排列整齐的碳纳米管堆叠件之后，沉积与所述排列整齐的碳纳米管堆叠件电连接的源极/漏极接触件。附图说明当结合附图阅读时，从以下详细描述可以最佳地理解本专利技术的各方面。注意，根据工业中的标准实践，各个部件没有按比例绘制。事实上，为了讨论清楚，各个部件的尺寸可以任意增加或减少。图1A-图1B示出了根据一些实施例的过滤碳纳米管溶液。图2A-图2B示出了根据一些实施例将纳米管堆叠件放置在衬底上。图3A-图3B示出了根据一些实施例的纳米管堆叠件的第一次减薄。图4A-图4B示出了根据一些实施例的沉积支撑层。图5A-图5B示出了根据一些实施例的纳米管堆叠件的第二次减薄。图6A-图6B示出了根据一些实施例的从纳米管周围去除间隔件。图7A-图7D示出了根据一些实施例的晶体管的形成。具体实施方式以下公开提供了许多用于实现本专利技术的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。而且，为了便于描述，在此可以使用诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相对术语，以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。器件可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，而本文使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。现在将关于利用真空系统和过滤器来沉积和排列碳纳米管堆叠件的特定实施例来描述实施例。一旦碳纳米管堆叠件形成，可利用控制还原工艺来制造一层或多层碳纳米管，然后将其用于形成半导体器件。然而，这里呈现的实施例旨在说明性本专利技术，而不是限制性本专利技术，因为这些概念可以在各个实施例中使用，诸如各个前段制程(FEOL)工艺和后段制程(BEOL)工艺。现在参考图1A-图1B，示出了沉积和排列碳纳米管101(在图1A中看不到，但是下面的图1B中示出和描述)的系统100。在实施例中，系统100包括通过连接管107连接到过滤器105的真空室103。在实施例中，真空室103可以是具有第一入口109和第一出口111的室。在实施例中，真空室103的尺寸和形状可以设置成增强真空室103以帮助碳纳米管101在系统100内沉积和排列的能力。在一些实施例中，尽管真空室103可以成形为锥形烧瓶，但是可以使用诸如圆柱形、中空方形管、八角形等的任何合适的形状。此外，真空室103可以由壳体113包围，壳体113由对各种处理材料呈惰性的材料制成。这样，虽然壳体113可以是能够经受过滤工艺中涉及的化学物质和压力的任何合适的材料，但是在实施例中，壳体113可以是玻璃、钢、不锈钢、镍、铝、其合金、其组合等。然而，任何合适的材料都可以用于真空室103的壳体113。真空泵115可以连接到第一出口111。在实施例中，真空泵115用于帮助在真空室103内产生所需的真空，然后该压差可以用于通过降低和控制真空室103内的压力来帮助从溶液中过滤碳纳米管101并将碳纳米管101沉积到过滤器105上。然而，可以使用任何合适的降低真空室103中压力的方法。连接管107延伸穿过垫圈并进入真空室103的第一入口109，并将真空室103连接到过滤器105。在实施例中，连接管107用于将真空室103连接到过滤器105，从而使得在真空室103和过滤器105的一侧之间施加压差。在实施例中，连接管107可以是能够经受所涉及的压力和化学物质的任何合适的材料，并且在一些实施例中，可以是诸如玻璃、钢、不锈钢、镍、铝、这些的合金、这些的组合等材料。然而，可以使用任何合适的材料。现参考过滤器105，图1A示出了过滤器105的外部视图以及过滤器105在系统100内的位置，而图1B示出了过滤器105的内部视图。如图1B所示，在一些实施例中，过滤器105包括过滤膜117(在图1A中看不到，但在图1B中看得到)，当碳纳米管溶液123被来自真空室103的压力差拉过过滤膜117时，该过滤膜117用于从碳纳米管溶液123中过滤碳纳米管101。在实施例中，过滤膜117可以是诸如聚碳酸酯、聚四氟乙烯或聚偏二氟乙烯的材料，其孔径小于碳纳米管101(以便过滤碳纳米管101)，诸如在大约0.01μm和大约10μm之间。然而，可以使用任何合适的材料和任何合适的孔径。此外，尽管上述孔径足以简单地从碳纳米管溶液123中去除碳纳米管101，但是使用简单的过滤器本身可能不足以在过滤工艺期间排列碳纳米管101。这样，在一些实施例中，过滤膜117还用于产生静电场(在图1B中由标记为119的圆圈负号表示)，当碳纳米管101在过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：/n形成纳米管堆叠件，其中，各个纳米管与相邻的纳米管对齐；/n在所述纳米管堆叠件上方沉积支撑层；/n去除所述支撑层，其中，去除所述支撑层还从所述纳米管堆叠件中去除至少一层纳米管；以及/n在所述纳米管堆叠件的剩余部分上方沉积栅电极。/n

【技术特征摘要】
20200515 US 63/025,341;20201015 US 17/071,5541.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：
形成纳米管堆叠件，其中，各个纳米管与相邻的纳米管对齐；
在所述纳米管堆叠件上方沉积支撑层；
去除所述支撑层，其中，去除所述支撑层还从所述纳米管堆叠件中去除至少一层纳米管；以及
在所述纳米管堆叠件的剩余部分上方沉积栅电极。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括，在去除所述支撑层之后，从所述纳米管堆叠件的所述剩余部分内的至少一个纳米管周围去除间隔材料。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述形成纳米管堆叠件包括通过过滤膜来过滤所述各个纳米管。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述过滤膜在过滤所述各个纳米管的过程中具有第一静电场。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述过滤所述各个纳米管的过程中，所述各个纳米管被间隔材料包围，所述间隔材料具有第二静电场。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述纳米管堆叠件具有约500个纳米管/微米的纳米管密度。

【专利技术属性】
技术研发人员：赵子昂，皮特纳·麦可·格列高里，陈则安，李连忠，林毓超，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71