[发明专利]包含垂直晶体管装置的半导体装置结构、垂直晶体管装置阵列及制作方法

权利要求书

1.一种半导体装置结构，其包括：

台面，其在衬底上面延伸，所述台面包括：

沟道区，其在所述台面的第一侧与第二侧之间；

第一栅极，其在所述台面的所述第一侧上，所述第一栅极包括：

第一栅极绝缘体；及

第一栅极导体，其包括上覆于所述第一栅极绝缘体上的石墨烯。

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其进一步包括：

第二栅极，其在所述台面的所述第二侧上，所述第二栅极包括：

第二栅极绝缘体；及

第二栅极导体，其包括上覆于所述第二栅极绝缘体上的石墨烯。

3.根据权利要求2所述的半导体装置，其进一步包括：

第一金属籽晶，其在所述第一栅极导体上，及

第二金属籽晶，其在所述第二栅极导体上。

4.根据权利要求2所述的半导体装置，其中所述第二栅极操作以结合所述第一栅极来控制所述沟道区中的电流流动。

5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一栅极导体包括至少一个石墨烯层。

6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一栅极导体的厚度小于所述第一栅极绝缘体的厚度。

7.根据权利要求1所述的半导体装置结构，其中所述半导体装置结构安置于垂直晶体管装置阵列内，所述垂直晶体管装置阵列包括：

第一多个所述台面，其在所述衬底上面延伸，所述第一多个台面中的每一台面包括：

所述第一侧及所述第二侧，所述第二侧与所述第一侧相对，所述第一多个所述

台面中的所述台面的所述第一侧彼此对准，且所述第一多个台面中的所述台面的所

述第二侧彼此对准；

所述第一栅极绝缘体，其沿着所述台面的所述第一侧；及

所述第一栅极导体，其沿着所述第一栅极绝缘体；及

第一多个绝缘体材料分段，所述第一多个分段中的每一绝缘体材料分段将所述第一多个所述台面中的所述台面中的一者与所述第一多个台面内的另一台面分离。

8.根据权利要求7所述的半导体装置结构，其中所述第一多个台面中的每一台面进一步包括：

第二栅极绝缘体，其沿着所述第一多个台面中的所述每一台面的所述第二侧；及

第二栅极导体，其沿着所述第二栅极绝缘体，所述第二栅极导体包括石墨烯。

9.根据权利要求7所述的半导体装置结构，其中所述第一栅极导体沿着金属籽晶的垂直侧定位。

10.根据权利要求7所述的半导体装置结构，其中所述垂直晶体管装置阵列进一步包括：

栅极绝缘体侧壁，其包括沿着所述第一多个台面中的所述台面的所述第一侧的所述第一栅极绝缘体；及

栅极导体侧壁，其包括沿着所述第一多个台面中的所述台面的所述第一栅极绝缘体的所述第一栅极导体。

11.一种用于制作半导体装置结构的方法，其包括：

在衬底上形成多个金属籽晶；

在所述多个金属籽晶中的每一者上形成导体材料以形成多个栅极导体；

在所述多个栅极导体中的每一者上形成绝缘体材料以形成多个栅极绝缘体，所述多个栅极绝缘体中的第一栅极绝缘体通过第一沟槽与所述多个栅极绝缘体中的第二栅极绝缘体分离；及

用沟道材料填充所述第一沟槽以形成沟道区。

12.根据权利要求11所述的方法，其中形成多个金属籽晶包括：形成所述多个金属籽晶使得所述金属籽晶彼此间隔开第一距离且平行布置。

13.根据权利要求12所述的方法，其中在所述多个栅极导体中的每一者上形成所述绝缘体材料以形成所述多个栅极绝缘体包括：形成所述绝缘体材料使得所述第一沟槽具有小于所述第一距离的宽度。

14.根据权利要求11所述的方法，其中在所述多个金属籽晶中的每一者上形成导体材料包括：在所述多个金属籽晶中的每一者上形成至少一个石墨烯层。