[发明专利]一种晶体管结构及其制备方法

说明书

本发明提供一种晶体管结构及其制备方法，该方法包括：提供一基底；形成石墨烯层于基底的上表面；形成源漏电极层及栅极结构于石墨烯层的上表面；形成支撑层；将由源漏电极层、栅极结构及支撑层组成的复合结构从石墨烯层表面机械剥离；将复合结构转移至目标衬底；去除支撑层，并使源漏电极层及栅极结构留在目标衬底的表面。本发明通过在石墨烯上沉积电极层及栅介质层，利用石墨烯与电极层、栅介质层间较弱的范德华接触易于剥离的特点，实现晶体管结构的剥离，并转移至任意目标衬底形成范德华接触，扩展了晶体管结构的可应用范围，减少了晶体管结构制作过程对目标衬底材料的损伤，有助于提高器件性能，并降低制作成本。

技术领域

本发明属于半导体集成电路技术领域，涉及一种晶体管结构及其制备方法。

背景技术

晶体管制作是半导体领域中不可或缺的加工工艺。然而一般通过电子束蒸发或等离子体增强原子层沉积(PEALD)在衬底上形成介电材料及金属的方法对衬底性质有较严格的要求，也会在一定程度上破坏衬底材料的结构，进而影响衬底材料的性能，尤其对于原子级厚度的二维材料影响最大。

因此，如何提供一种晶体管的制备方法及晶体管结构，以减少对衬底的损伤，并提升器件的电学性能，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种晶体管结构及其制备方法，用于解决现有技术中晶体管结构制作过程中容易损伤衬底，导致器件的电学性能下降的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种晶体管结构的制备方法，包括以下步骤：

提供一基底；

形成石墨烯层于所述基底的上表面；

形成至少一源漏电极层于所述石墨烯层的上表面，所述源漏电极层包括在水平方向上位于不同区域的源电极层与漏电极层；

形成至少一栅极结构于所述石墨烯层的上表面，所述栅极结构位于所述源电极层与所述漏电极层之间，并自下而上依次包括栅介质层与栅电极层；

形成支撑层于所述石墨烯层的上表面，所述支撑层覆盖所述源漏电极层及所述栅极结构；

将由所述源漏电极层、所述栅极结构及所述支撑层组成的复合结构从所述石墨烯层表面机械剥离；

将所述复合结构转移至目标衬底，所述源漏电极层及所述栅介质层与所述目标衬底的表面接触；

去除所述支撑层，并使所述源漏电极层及所述栅极结构留在所述目标衬底的表面。

可选地，所述基底采用刚性基底。

可选地，所述基底包括锗层、碳化硅层、锗硅层、硅层、铜层、镍层、陶瓷层及玻璃层中的至少一种。

可选地，所述石墨烯层包括单层石墨烯及多层石墨烯中的一种或多种。

可选地，形成所述源漏电极层、所述栅介质层或所述栅电极层的方法包括化学气相沉积法、物理气相沉积法、原子层沉积法中的至少一种。

可选地，所述化学气相沉积法包括金属有机物化学气相沉积法及等离子增强化学气相沉积法中的至少一种，所述物理气相沉积法包括电子束蒸发法、热蒸发法中的至少一种，所述原子层沉积法包括等离子增强原子层沉积法。

可选地，所述源漏电极层的材质包括钛、锆、钽、钨、金、银、铜、铝、钯、铂、镍、铟及铬中的至少一种；所述栅介质层的材质包括二氧化硅、高K介质中的至少一种，所述高K介质的介电常数K大于3.9；所述栅电极层的材质包括多晶硅、金属中的至少一种。

可选地，形成所述支撑层包括以下步骤：

施加有机溶液于所述源漏电极层、所述栅极结构及所述石墨烯层的上表面；