[发明专利]半导体结构及其制造方法

说明书

本发明揭示了一种半导体结构及其制造方法。在本发明提供的半导体结构的制造方法中，包括提供一鳍式结构；在所述鳍式结构上形成初始石墨烯层；在所述初始石墨烯层上形成图案化的金属层，去除所述图案化的金属层并在所述图案化的金属层下方的部分初始石墨烯层中形成凹槽，以将所述初始石墨烯层转变为双层石墨烯结构；对所述双层石墨烯结构进行氢化处理，使得所述双层石墨烯产生能带隙；在所述双层石墨烯结构上形成栅介电层。由此获得的半导体结构，有着具有能带隙的双层石墨烯，从而能够显著提高获得的半导体结构的电子迁移率，改善夹断电压不稳定性，有利于提高生产质量。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种半导体结构及其制造方法。

背景技术

在互补金属氧化物半导体(CMOS)产业中，随着22nm及更小尺寸的到来，为了改善短沟道效应并提高器件的性能，鳍式场效应晶体管(Fin Field-effect transistor，FinFET)由其独特的结构被广泛的采用。

FinFET是一种特殊的金属氧化物半导体场效应管，其结构通常是在绝缘体上硅基片上形成，包括狭窄而独立的硅条，作为垂直的沟道结构，也称为鳍片，在鳍片的两侧设置有栅极结构。具体如图1所示，现有技术中的一种FinFET的结构包括：衬底10、源极11、漏极12、鳍片13及围绕在鳍片13两侧及上方的栅极结构14。

然而，如何对现有技术中的FinFET进行改进，获得更加优良的性能，是目前一个攻坚方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体结构及其制造方法，提高FinFET的性能。

为解决所述技术问题，本发明提供一种半导体结构的制造方法，包括：

提供一鳍式结构；

在所述鳍式结构上形成初始石墨烯层；

在所述初始石墨烯层上形成图案化的金属层，去除所述图案化的金属层并在所述图案化的金属层下方的部分初始石墨烯层中形成凹槽，以将所述初始石墨烯层转变为双层石墨烯结构；

对所述双层石墨烯结构进行氢化处理，使得所述双层石墨烯结构产生能带隙；

在所述双层石墨烯结构上形成栅介电层。

可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，在提供一鳍式结构之后，在所述鳍式结构上形成初始石墨烯层之前，还包括：

对所述鳍式结构进行等离子体处理。

可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，在所述鳍式结构上形成初始石墨烯层包括：

在所述鳍式结构上形成一铜层；

采用化学气相沉积工艺在所述铜层上形成一层石墨烯薄膜；

覆盖聚甲基丙烯酸甲酯，并对所述铜层进行湿法刻蚀；

去除所述聚甲基丙烯酸甲酯，使得所述石墨烯薄膜转移至所述鳍式结构上形成所述初始石墨烯层。

可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，所述初始石墨烯层的厚度为

可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，所述图案化的金属层的材质为金属锌。

可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，采用氢氯酸去除所述图案化的金属层。

可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，在去除所述图案化的金属层之后，在对所述双层石墨烯结构进行氢化处理之前，还包括：

采用氢氟酸清洗所述双层石墨烯结构。