[发明专利]纳米线晶体管及其制作方法

说明书

本发明公开一种纳米线晶体管及其制作方法，其中该制作纳米线晶体管的方法为，首先形成一通道结构于一基底上，其中该通道结构包含多个第一半导体层及多个第二半导体层交错堆叠，然后形成一栅极结构于该通道结构上，再形成一源极/漏极结构于该栅极结构旁，其中源极/漏极结构包含石墨烯。

技术领域

本发明涉及一种制作纳米线晶体管及其制作方法，尤其是涉及一种以石墨烯为源极/漏极结构或接触插塞的纳米线晶体管及其制作方法。

背景技术

近年来，半导体业界不断微缩金属氧化物半导体场效晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect-transistor，MOSFET)的尺寸，以达到高操作速度、高元件密度的目标。然而，元件尺寸并不可能无止尽地微缩下去，在微缩到30纳米以下时，严重的短通道效应(short channel effects)以及栅极介电层厚度所引起的漏电流会增加元件的静态消耗功率，甚至会使元件完全失去功能。由纳米线或纳米管所建构的一维元件因为具有较低的技术风险，而被认为最有机会取代原有的硅科技。其中，纳米线晶体管具有较高的通道载流子迁移率，且量子效应可以更加提升载流子的迁移率，再配合高介电系数介电层的使用，更可以提高栅极的控制能力，因此是一种相当具有前景的晶体管元件。

发明内容

本发明一实施例揭露一种制作纳米线晶体管的方法。首先形成一通道结构于一基底上，其中该通道结构包含多个第一半导体层及多个第二半导体层交错堆叠，然后形成一栅极结构于该通道结构上，再形成一源极/漏极结构于该栅极结构旁，其中源极/漏极结构包含石墨烯。

本发明另一实施例揭露一种纳米线晶体管，其主要包含通道结构设于基底上，栅极结构设于通道结构上并环绕该通道结构以及源极/漏极结构设于该栅极结构两侧，其中源极/漏极结构包含石墨烯。

本发明又一实施例揭露一种纳米线晶体管，其主要包含通道结构设于基底上，栅极结构设于通道结构上并环绕通道结构，源极/漏极结构设于栅极结构两侧，层间介电层环绕栅极结构以及接触插塞设于层间介电层内并电连接源极/漏极结构，其中接触插塞包含石墨烯。

附图说明

图1至图8为本发明一实施例制作纳米线晶体管的方法示意图；

图9为本发明一实施例的纳米线晶体管的结构示意图；

图10为本发明一实施例的纳米线晶体管的结构示意图。

主要元件符号说明

12:基底

14:通道结构

16:第一半导体层

18:第一半导体层

20:第一半导体层

22:第二半导体层

24:第二半导体层

26:第二半导体层

28:栅极结构

30:介电层

32:硬掩模

34:间隙壁

36:间隙壁

40:源极/漏极结构

44:开口

46:开口

48:高介电常数介电层

50:功函数金属层

52:低阻抗金属层

54:栅极结构

56:第一部分