[发明专利]二维纳米物质的处理装置及其方法

说明书

本发明涉及利用二维纳米物质的半导体器件的制造装置及方法。根据本发明的实施例，本发明提供半导体器件的制造装置，上述半导体器件的制造装置包括：控制模块，根据二维纳米物质的多个特性中欲改变的至少一个特性，从多种等离子体处理的方式中选择对应的等离子体处理，并确定与所选择的等离子体处理相对应的可变频率；供电模块，根据上述控制模块的控制，供给具有上述可变频率的电力；以及等离子体处理模块，通过根据具有上述可变频率的电力生成的等离子体来改变上述二维纳米物质的特性。

技术领域

本发明涉及半导体技术，更详细地，涉及利用二维纳米物质的半导体器件的制造装置及方法。

背景技术

半导体器件的制造工序通过多个步骤进行，以多种方式改变物质的特性或者通过去除的工序执行。例如，通过如蚀刻(etching)或涂敷(doping)的物质的处理制造半导体器件。

最近，在半导体器件中，有关利用如石墨烯的二维纳米物质的半导体器件的研究受人瞩目。上述二维纳米物质可以为具有原子形成规定的结晶结构的数层、单层(single-layer)的平面形态的固体。代表性的石墨烯为碳原子形成六角形(hexagonal)结构的单层(单原子层)结构物。上述石墨烯具有比硅(Si)迅速100倍以上的电荷移动度(～2×105cm²/Vs)，具有比铜(Cu)大100倍以上的电流密度(约为10⁸A/cm²)，并可具有极快的费米速度(V_F，Fermi velocity)。因此，上述石墨烯作为能够克服以往半导体器件的限制的下一代半导体器件的材料而被积极开发。并且，作为二维半导体的代表物质的如二硫化钼(MoS₂)或黑磷(Black Phosphorus)的物质具有高电荷移动度及光反应性，与没有带隙的石墨烯不同，具有与硅类似的带隙，从而作为半导体器件的未来材料受到瞩目。

在利用上述二维纳米物质的半导体器件的制造工序中，为了改变如蚀刻或涂敷的二维纳米物质的特性，各个工序都使用不同的半导体器件的制造装置。例如，如蚀刻，对二维纳米物质的层产生影响的工序使用积极使用离子的反应性离子蚀刻(RIE，reactive ionetching)装置，如涂敷的不纯物注入工序通过退火(annealing)装置执行。

因此，以往，在改变各个二维纳米物质的特性的步骤适用多种制造装置来执行对应工序，因此，需要复杂的工序。并且，因上述复杂的工序，可延迟制造工序时间，并需要购买及维护所需的各个半导体器件的制造装置，因此，制造成本会上升。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供简化复杂的半导体工序，并减少元件的制造费用，且还可以使工序时间的延迟最小化的二维纳米物质的多种变化的半导体器件的制造装置。

并且，本发明所要解决的其他技术问题在于，提供具有上述优点的半导体器件的制造方法。

根据本发明的一实施方式(aspect)，本发明提供半导体器件的制造装置，上述半导体器件的制装置包括：控制模块，根据二维纳米物质的多个特性中欲改变的至少一个特性，从多种等离子体处理(plasma-treatment)的方式中选择对应的等离子体处理，并确定与所选择的等离子体处理相对应的可变频率；供电模块，根据上述控制模块的控制，供给具有上述可变频率的电力；以及等离子体处理模块，通过根据具有上述可变频率的电力生成的等离子体来改变上述二维纳米物质的特性。

上述供电模块包括：整流部，用于将第一交流信号转换为直流信号；开关部，用于将经转换的上述直流信号生成为脉冲信号；以及升压部，用于将上述脉冲信号升压成第二交流信号。上述第二交流信号的电压大于上述第一交流信号的电压，上述第二交流信号的频率和与所选择的上述等离子体处理相对应的可变频率相同。上述开关部包括至少一个场效应晶体管(FET，Field Effect Transistor)。

上述升压部包括用于将直流信号转换为交流信号的变压器，上述变压器的匝比为1:5及1:8中的一个。