[发明专利]包括石墨烯的半导体器件以及制造该半导体器件的方法

说明书

本公开提供了包括石墨烯的半导体器件以及制造该半导体器件的方法。一种半导体器件包括基板和石墨烯层。基板包括绝缘体和半导体。石墨烯层生长在半导体的表面上。半导体包括IV族材料和III‑V族化合物中的至少一种。公开了一种制造该半导体器件的方法。

技术领域

本公开涉及一种半导体器件，更具体地，涉及包括石墨烯的半导体器件以及制造该半导体器件的方法。

背景技术

在半导体器件领域中，新材料可以被使用以限制和/或防止由金属布线的减小的宽度引起的电阻增大和/或提供薄的和新的阻挡材料。近来，正在积极进行对石墨烯的研究。

石墨烯是具有六边形蜂窝结构的晶体材料，因为碳原子被二维地连接，并且石墨烯非常薄，具有单个原子的厚度。石墨烯可以经由化学气相沉积(CVD)合成或者通过逐层分离石墨而获得。

发明内容

提供了包括石墨烯的半导体器件以及制造该半导体器件的方法。

额外的方面将在随后的描述中被部分地阐述，并将由该描述而部分地变得清楚，或者可以通过给出的实施方式的实践而掌握。

根据发明构思的一些示例实施方式，一种半导体器件包括基板和石墨烯层。基板可以包括绝缘体和半导体。石墨烯层可以生长在半导体的表面上。半导体可以包括IV族材料和III-V族化合物中的至少一种。

在一些示例实施方式中，半导体可以包括硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、镓砷化物(GaAs)、镓磷化物(GaP)、铟砷化物(InAs)、铟磷化物(InP)、铟锑化物(InSb)、镓锑化物(GaSb)、镓氮化物(GaN)、铟氮化物(InN)、铝磷化物(AlP)、铝砷化物(AlAs)以及铝氮化物(AlN)中的至少一种。

在一些示例实施方式中，半导体还可以包括掺杂材料。

在一些示例实施方式中，绝缘体可以包括硅氧化物(SiO₂)、硅氮化物(SiN)、硅氮氧化物(SiO_x1N_y1)、硅碳氧化物(SiO_x2C_y2)、锗氮氧化物(GeO_x3N_y3)、锗碳氧化物(GeO_x4C_y4)、铝氧化物(Al₂O₃)、铪氧化物(HfO₂)以及锆氧化物(ZrO₂)中的至少一种，其中0<x1<1，0<y1<1，0<x2<1，0<y2<1，0<x3<1，0<y3<1，0<x4<1，0<y4<1。

在一些示例实施方式中，绝缘体可以在半导体上，绝缘体可以是绝缘层，并且半导体可以是半导体基板。

在一些示例实施方式中，半导体可以是半导体层，绝缘体可以包括绝缘体基板。

在一些示例实施方式中，半导体的表面和绝缘体的表面可以在相对于彼此的相同平面上或者在相对于彼此的不同平面上。

根据发明构思的一些示例实施方式，一种半导体器件包括基板、第一石墨烯层和第二石墨烯层。基板可以包括绝缘体和半导体。第一石墨烯层可以生长在半导体的表面上。第二石墨烯层可以生长在绝缘体的表面上。第二石墨烯层的厚度可以不同于第一石墨烯层的厚度。

在一些示例实施方式中，第一石墨烯层的厚度可以大于第二石墨烯层的厚度。

在一些示例实施方式中，半导体可以包括IV族材料和III-V族化合物中的至少一种。半导体还可以包括掺杂材料。