[发明专利]半导体装置结构

说明书

技术领域

本公开实施例涉及半导体技术，且特别涉及具有晶体管的半导体装置结构。

背景技术

半导体集成电路(integrated circuit，IC)工业已经历了快速成长。在集成电路材料和设计上的技术进步产生了数代集成电路，每一代都比前一代具有更小且更复杂的电路。然而，这些进步增加了加工与制造集成电路的复杂性。

在集成电路的发展史中，功能密度(即每一晶片区互连的装置数目)增加，同时几何尺寸(即制造过程中所产生的最小的组件(或线路))缩小。此元件尺寸微缩化的工艺一般来说具有增加生产效率与降低相关费用的益处。

然而，由于特征部件(feature)尺寸持续缩减，制造过程持续变的更加复杂。因此，在越来越小的尺寸形成可靠的半导体装置是一个挑战。

发明内容

在一些实施例中，提供半导体装置结构，此半导体装置结构包含基底，半导体层位于基底上方，其中半导体层包含过渡金属硫属化物，以及源极电极和漏极电极位于半导体层上方并连接半导体层，且通过间隙彼此间隔开，其中源极电极和漏极电极由石墨烯制成。

在一些其他实施例中，提供半导体装置结构，此半导体装置结构包含基底，源极电极和漏极电极位于基底上方，且通过间隙彼此间隔开，其中源极电极和漏极电极由石墨烯制成，以及半导体层覆盖间隙、源极电极的第一部分和漏极电极的第二部分，其中半导体层包含过渡金属硫属化物。

在另外一些实施例中，提供半导体装置结构的形成方法，此方法包含形成半导体层于基底上方，其中半导体层包含过渡金属硫属化物，形成石墨烯层于半导体层上方或半导体层下方，以及将石墨烯层图案化为源极电极和漏极电极，其中源极电极和漏极电极通过间隙彼此间隔开，并各自连接半导体层。

附图说明

根据以下的详细说明并配合所附附图可以更加理解本公开的概念。应注意的是，根据本产业的标准惯例，图示中的各种特征部件并未必按照比例绘制。事实上，可能任意的放大或缩小各种特征部件的尺寸，以做清楚的说明。

图1A-1至图1H-1为依据一些实施例的形成半导体装置结构的工艺的各个阶段的上视图。

图1A-2至图1H-2为依据一些实施例的半导体装置结构，分别沿图1A-1至图1H-1中的剖面线I-I’的剖面示意图。

图2A-1至图2B-1为依据一些实施例的形成半导体装置结构的工艺的各个阶段的上视图。

图2A-2至图2B-2为依据一些实施例的半导体装置结构，分别沿图2A-1至图2B-1中的剖面线I-I’的剖面示意图。

图3A-1至图3L-1为依据一些实施例的形成半导体装置结构的工艺的各个阶段的上视图。

图3A-2至图3L-2为依据一些实施例的半导体装置结构，分别沿图3A-1至图3L-1中的剖面线I-I’的剖面示意图。

图4-1为依据一些实施例的形成半导体装置结构的工艺的一阶段的上视图。

图4-2为依据一些实施例的半导体装置结构，沿图4-1中的剖面线I-I’的剖面示意图。

图5A-1至图5B-1为依据一些实施例的形成半导体装置结构的工艺的各个阶段的上视图。

图5A-2至图5B-2为依据一些实施例的半导体装置结构，分别沿图5A-1至图5B-1中的剖面线I-I’的剖面示意图。

附图标记说明：

100、200、300、500 半导体装置结构

110 基底

120、142 绝缘层

130、320a 半导体层

132、134、144a、146a 侧壁

140 石墨烯层

142a 顶部

144 源极电极

146 漏极电极

150、310 掩模层

152、154、312 开口

160 导电层

162 第一导电结构

164 第二导电结构

170 栅极介电层

180 栅极电极

320 过渡金属层

320b 半导体材料层

G 间隙

L 长度

M 原子力显微镜(AFM)探针

T₁、T₂、T₃ 厚度

W 宽度

具体实施方式