电子器件及其制作方法、电子设备与流程

本申请涉及半导体，尤其涉及一种电子器件及其制作方法、电子设备。

背景技术：

1、随着半导体技术的不断发展，场效应晶体管(field effect transistor，fet；可简称为晶体管)的尺寸也越来越小，对应的晶体管的沟道的厚度也需要缩小，以最大限度的减少短沟道效应。但是随着沟道厚度的减小(如厚度小于5nm)，硅基半导体的迁移率会显著降低，与此同时，晶体管的栅极对于沟道的调控能力也会随着器件尺寸的减小而变差。

2、相比之下，即使在极限尺寸下，二维材料场效应晶体管都可以保持非常优异的性能。然而，由于二维材料的特殊性，其在材料制备以及器件加工方面很难实现与传统半导体工艺兼容，目前业界还没有较好的解决方案，该问题已成为限制二维材料大规模应用的因素之一。

技术实现思路

1、本申请提供一种电子器件及其制作方法、电子设备，能够利用键合的方式将二维材料与半导体工艺衔接。

2、本申请提供一种电子器件，该电子器件包括第一结构和第二结构；第一结构和第二结构之间具有键合界面，且第一结构和第二结构在键合界面处形成有多个晶体管。第一结构中包括衬底和多个晶体管的沟道层；沟道层位于衬底朝向第二结构一侧的表面，且沟道层中包括二维材料。第二结构中包括多个晶体管的源金属电极、漏金属电极、栅极，且源金属电极、漏金属电极与沟道层在键合界面接触。

3、本申请提供的电子器件，可以采用二维材料在一个晶圆上制作晶体管的沟道层，采用半导体工艺在另一个晶圆上制作晶体管的其他部分(源金属电极、漏金属电极等)；也即第一结构采用一个晶圆，第二结构采用另一个晶圆；在此情况下，可以将两个晶圆进行键合，在金属电极与沟道层之间形成范德瓦尔斯接触，进而形成晶体管，也即将二维材料与半导体工艺衔接，避免了现有技术中因二维材料与半导体工艺不能兼容，而导致二维材料无法进行大规模应用的问题。

4、在一些可能实现的方式中，第二结构中还包括金属走线层；金属走线层位于多个晶体管远离衬底的一侧，且金属走线层与多个晶体管电连接。

5、在一些可能实现的方式中，上述衬底为蓝宝石衬底或sio2衬底。

6、在一些可能实现的方式中，上述第二结构中包括栅介质层，且栅介质层与第一结构在键合界面键合。

7、在一些可能实现的方式中，上述电子器件为芯片。

8、在一些可能实现的方式中，上述电子器件为光学器件。

9、在一些可能实现的方式中，上述电子器件为传感器件。

10、本申请还提供一种电子器件的制作方法，该制作方法包括：提供第一晶圆，并采用二维材料在第一晶圆上制作多个晶体管的沟道层，以形成第一结构。提供第二晶圆，并在第二晶圆上制作多个晶体管的源金属电极、漏金属电极、栅极，以形成第二结构；其中，源金属电极、漏金属电极位于第二结构的表面。将第一结构与第二结构进行键合、并进行退火处理，沟道层与源金属电极、漏金属电极之间接触形成多个晶体管。

11、在一些可能实现的方式中，上述提供第二晶圆，并在第二晶圆上制作多个晶体管中的源金属电极、漏金属电极、栅极，以形成第二结构，包括：提供第二晶圆，先在第二晶圆上制作金属走线层，然后在金属走线层上制作多个晶体管中的源金属电极、漏金属电极、栅极，以形成第二结构。

12、在一些可能实现的方式中，在将第一结构与第二结构进行键合、并进行退火处理之后，电子器件的制作方法还包括：减薄第二晶圆的背面，并制作与金属走线层连接的连接盘。

13、在一些可能实现的方式中，在将第一结构与第二结构进行键合、并进行退火处理之后，电子器件的制作方法还包括：减薄第一晶圆的背面。

14、本申请还提供一种电子设备，该电子设备包括电路板以及如前述任一种可能实现的方式中提供的电子器件，其中，电子器件与电路板电连接。

技术特征：

1.一种电子器件，其特征在于，包括第一结构和第二结构；

2.根据权利要求1所述的电子器件，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的电子器件，其特征在于，

4.根据权利要求1-3任一项所述的电子器件，其特征在于，

5.根据权利要求1-4任一项所述的电子器件，其特征在于，

6.根据权利要求1-4任一项所述的电子器件，其特征在于，

7.根据权利要求1-4任一项所述的电子器件，其特征在于，

8.一种电子器件的制作方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的电子器件的制作方法，其特征在于，

10.根据权利要求8或9所述的电子器件的制作方法，其特征在于，

11.根据权利要求8-10任一项所述的电子器件的制作方法，其特征在于，

12.一种电子设备，其特征在于，电路板以及如权利要求1-7任一项所述的电子器件，所述电子器件与所述电路板电连接。

技术总结
本申请提供一种电子器件及其制作方法、电子设备，涉及半导体技术领域，能够利用键合的方式将二维材料与半导体工艺衔接。该电子器件包括第一结构和第二结构；第一结构和第二结构之间具有键合界面，且第一结构和第二结构在键合界面处形成有多个晶体管。第一结构中包括衬底和多个晶体管的沟道层；沟道层位于衬底朝向第二结构一侧的表面，且沟道层中包括二维材料。第二结构中包括多个晶体管的源金属电极、漏金属电极、栅极，且源金属电极、漏金属电极与沟道层在键合界面接触。通过将第一结构和第二结构键合，从而实现二维材料与半导体工艺的衔接，进而满足二维材料的大规模应用需求。

技术研发人员：赵岩翀,白晓阳,董金文,朱继锋
受保护的技术使用者：华为技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23