一种半导体器件及其制备方法、电子装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105990429A(43)申请公布日2016.10.05(21)申请号201510086614.0(22)申请日2015.02.17(71)申请人中芯国际集成电路制造（上海）有限公司地址201203上海市浦东新区张江路18号(72)发明人肖德元徐依协(74)专利代理机构北京市磐华律师事务所11336代理人高伟冯永贞(51)Int.Cl.H01L29/78(2006.01)H01L29/10(2006.01)H01L29/16(2006.01)H01L21/336(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图6页(54)发明名称一种半导体器件及其制备方法、电子装置(57)摘要本发明涉及一种半导体器件及其制备方法、电子装置。所述半导体器件，包括：半导体衬底；后部栅极，位于所述半导体衬底上；第一栅极介电层，位于所述后部栅极上；沟道层，位于所述第一栅极介电层上，其中所述沟道层包括至少一层硅烯；第二栅极介电层，位于所述沟道层上；前部栅极，位于所述第二栅极介电层上。在所述半导体器件中所述硅烯具有单层二维蜂窝状网格结构，和石墨烯类似的结构和性质，由于所述硅烯极薄因此制备得到的硅烯场效应晶体管尺寸更小，具有更短的沟道长度以及更高速度，避免遭遇短沟道效用的不利影响。CN105990429ACN105990429A权利要求书1/2页1.一种半导体器件，包括：半导体衬底；后部栅极，位于所述半导体衬底上；第一栅极介电层，位于所述后部栅极上；沟道层，位于所述第一栅极介电层上，其中所述沟道层包括至少一层硅烯；第二栅极介电层，位于所述沟道层上；前部栅极，位于所述第二栅极介电层上。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述硅烯为单层二维蜂窝状网格结构。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述前部栅极和所述后部栅极均选用金属材料。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述前部栅极和所述后部栅极均选用金属银。5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一栅极介电层和所述第二栅极介电层选用相同的高K介电材料。6.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件还进一步包括源极和漏极，位于所述前部栅极两侧的所述沟道层上。7.一种半导体器件的制备方法，包括：步骤S1：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成有后部栅极和沟道层，其中所述沟道层包括至少一层硅烯；步骤S2：氧化所述后部栅极，以在所述后部栅极的顶部形成氧化物层；步骤S3：在所述沟道层上形成源极和漏极；步骤S4：选择性去除所述源极和所述漏极之间的沟道区下方的所述氧化物层，以形成空腔；步骤S5：在所述空腔中以及所述源极和所述漏极之间的所述沟道层上沉积介电层，以分别形成第一栅极介电层和第二栅极介电层；步骤S6：在所述第二栅极介电层上形成前部栅极。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述硅烯为单层二维蜂窝状网格结构。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述前部栅极和所述后部栅极均选用金属材料。10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述前部栅极选用金属银，在所述步骤S2中的所述氧化之后，在所述后部栅极的顶部形成氧化银。11.根据权利要求7或10所述的方法，其特征在于，在所述步骤S4中，选用酸或者碱溶解所述氧化物层，以形成所述空腔。12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤S5中，沉积高K介电层，以分别形成所述第一栅极介电层和所述第二栅极介电层。13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：步骤S11：提供半导体衬底；2CN105990429A权利要求书2/2页步骤S12：在所述半导体衬底上沉积金属银，以形成所述后部栅极；步骤S13：在所述金属银上原位生长所述硅烯，以形成所述沟道层。14.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤S4中，在所述氧化之后，所述后部栅极的厚度为2-100nm，所述氧化物的厚度为2-10nm。15.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述半导体衬底和所述后部栅极之间还形成有第二氧化物层。16.一种电子装置，包括权利要求1至6之一所述的半导体器件。3CN105990429A说明书1/7页一种半导体器件及其制备方法、电子装置技术领域[0001]本发明涉及半导体领域，具体地，本发明涉及一种半导体器件及其制备方法、电子装置。背景技术[0002]金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)是一种可以应用在模拟电路与数字电路的场效晶体管，典型的MOSFET器件包括栅极、源极和漏极，在源极和漏极靠近栅极底部的区域还形成有轻掺杂区域(LDD区域)，由于制造成本低廉与使用面积较小、高整合度的优