[发明专利]半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件的制造方法，包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成图案化的金属催化层；

在所述图案化的金属催化层上形成至少一层石墨烯层；

在所述石墨烯层和暴露的半导体衬底上覆盖介质层；

利用光刻和刻蚀工艺，刻蚀部分所述介质层和石墨烯层，以在所述图案化的金属催化层上形成沟槽；

在所述沟槽中形成碳纳米管材料层。

2.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述图案化的金属催化层的形成步骤包括：

在所述半导体衬底上形成金属催化层薄膜；

在所述金属催化层薄膜上形成图案化的光刻胶；

以所述图案化的光刻胶为掩膜，刻蚀所述金属催化层薄膜，以形成图案化的金属催化层；

去除所述图案化的光刻胶。

3.如权利要求2所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述金属催化层薄膜采用物理气相沉积、化学气相沉积、脉冲激光沉积法或原子层沉积法形成。

4.如权利要求2所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述金属催化层薄膜的材质为钴、镍、铂或钌。

5.如权利要求4所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述金属催化层薄膜的材质为镍。

6.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在刻蚀所述金属催化层薄膜的步骤中，刻蚀物质包括氯气，氮气和氩气，环境气压为2mt～20mt，时间为10s～30s。

7.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述石墨烯层采用低温化学气相沉积法或激光直写方法形成。

8.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述介质层的材质为氧化硅或低介电常数材料。

9.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述介质层的介电常数为2.0～3.0。

10.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在刻蚀部分所述介质层和石墨烯层的步骤中，刻蚀物质包括溴化氢，氧气和四氟化碳。

11.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述碳纳米管材料层的形成温度低于500℃。

12.一种半导体器件，包括：

半导体衬底；

图案化的金属催化层，形成于所述半导体衬底上；

介质层，位于所述图案化的金属催化层和暴露的半导体衬底上；

碳纳米管材料层，贯穿于所述介质层中；

石墨烯层，位于所述介质层和所述图案化的金属催化层之间，并位于所述碳纳米管材料层的底部侧壁旁。

13.如权利要求12所述的半导体器件，其特征在于，所述图案化的金属催化层的材质为钴、镍、铂或钌。

14.如权利要求13所述的半导体器件，其特征在于，所述图案化的金属催化层的材质为镍。

15.如权利要求12所述的半导体器件，其特征在于，所述石墨烯层采用低温化学气相沉积法或激光直写方法形成。

16.如权利要求12所述的半导体器件，其特征在于，所述介质层的材质为氧化硅或低介电常数材料。

17.如权利要求16所述的半导体器件，其特征在于，所述介质层的介电常数为2.0～3.0。