碳納米管半導(dǎo)體器件和確定性納米制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的實(shí)施例提供了采用碳納米管(CNT)的晶體管結(jié)構(gòu)和互連結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的其它實(shí)施例提供了制造采用碳納米管的晶體管結(jié)構(gòu)和互連結(jié)構(gòu)的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的確定性納米制造技術(shù)能夠提供有效率的路線，用于例如隨機(jī)邏輯和存儲(chǔ)電路應(yīng)用中使用的晶體管和互連結(jié)構(gòu)的大規(guī)模制造。
【專利說明】碳納米管半導(dǎo)體器件和確定性納米制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例涉及集成電路芯片、半導(dǎo)體器件、晶體管、互連和碳納米管。
【背景技術(shù)】
[0002]向越來越小更高度集成電路(IC)和其它半導(dǎo)體器件的推進(jìn)為用于構(gòu)造器件的技術(shù)和材料提出了巨大要求。通常，集成電路芯片又稱為微芯片、硅芯片或芯片。在多種常見設(shè)備中都可見到IC芯片，例如計(jì)算機(jī)中的微處理器、汽車、電視、CD播放機(jī)和蜂窩電話中。多種IC芯片通常構(gòu)建于硅晶片(一種薄的硅盤，直徑例如為300mm)上，并在處理之后，將晶片分割開，從而產(chǎn)生個(gè)體芯片。特征尺寸約為90nm的lcm2的IC芯片可能包括數(shù)億個(gè)部件?，F(xiàn)代技術(shù)正在推進(jìn)特征尺寸甚至小于32nm。IC芯片的部件包括例如晶體管，如CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)器件、電容性結(jié)構(gòu)，電阻性結(jié)構(gòu)、以及在部件和外部設(shè)備之間提供電子連接的金屬線。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0003]圖1是示出了碳納米管晶體管陣列的示意圖。
[0004]圖2A-B提供了在溝道區(qū)域中采用碳納米管的晶體管結(jié)構(gòu)的視圖。
[0005]圖3是示出了碳納米管互連結(jié)構(gòu)陣列的示意圖。
[0006]圖4提供了采用碳納米管的互連結(jié)構(gòu)的另一視圖。
[0007]圖5A-D示出了包括碳納米管的互連結(jié)構(gòu)。
[0008]圖6示出了用于晶體管結(jié)構(gòu)的確定性納米制造的方法。
[0009]圖7示出了用于互連結(jié)構(gòu)的確定性納米制造的方法。
[0010]圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式構(gòu)建的計(jì)算設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明的實(shí)施例提供了采用碳納米管(CNT)的晶體管結(jié)構(gòu)和互連結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明的實(shí)施例提供了制造采用碳納米管的晶體管結(jié)構(gòu)和互連結(jié)構(gòu)的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的確定性納米制造技術(shù)能夠提供有效率的路線，用于例如隨機(jī)邏輯和存儲(chǔ)電路應(yīng)用中使用的晶體管和互連結(jié)構(gòu)的大規(guī)模制造。
[0012]對(duì)于晶體管器件而言，圖1提供了具有包括碳納米管的溝道區(qū)域的結(jié)構(gòu)陣列。圖1中示出的部件代表典型IC器件非常小的部分，該IC器件可以包括比圖1所示數(shù)量多很多(或更少)的晶體管以及附加的器件、互連和部件。在圖1中，襯底105在其表面上容納組裝區(qū)域110的陣列。一個(gè)或多個(gè)碳納米管115跨越兩個(gè)組裝區(qū)域110。在本發(fā)明的實(shí)施例中，碳納米管115為單壁碳納米管。在本發(fā)明的實(shí)施例中，碳納米管115是半導(dǎo)電碳納米管。組裝區(qū)域110是可對(duì)端部官能化碳納米管表現(xiàn)出強(qiáng)的化學(xué)親合性的區(qū)域，該強(qiáng)的化學(xué)親合性可導(dǎo)致碳納米管附著到組裝區(qū)域。在本發(fā)明的實(shí)施例中，組裝區(qū)域110可以在其全部中或在一定區(qū)域中由多晶硅或摻雜多晶硅以及碳、氮和氧構(gòu)成。摻雜劑包括例如硼、磷、銻和砷。多晶硅或摻雜多晶硅區(qū)域還可以在表面上包括C = O基團(tuán)。包括碳、氮和氧的多晶硅或摻雜多晶硅區(qū)域可以位于多晶硅或摻雜多晶硅區(qū)域和碳納米管115的界面處。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，多晶硅或摻雜多晶硅在多晶硅或摻雜多晶硅區(qū)域和碳納米管115的界面處可以包括含碳、氮和氧和C = O基團(tuán)的區(qū)域。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，組裝區(qū)域110由金屬或金屬M(fèi)(例如金、銀、銅、鈷、鎳、鈕和/或鉬)的混合物構(gòu)成。組裝區(qū)域110還可以在其全部或在一定區(qū)域中由例如MNiS (金屬、鎳和硫的混合物)、MCoS (金屬、鈷和硫的混合物)和/或麗(金屬和氮的混合物)構(gòu)成。任選地，組裝區(qū)域110包括金屬的納米晶體。根據(jù)制造工藝，還可以任選地具有與一個(gè)或多個(gè)組裝區(qū)域110相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)隨機(jī)分布(出現(xiàn)在不同取向、數(shù)量和/或附著位置上)的碳納米管片段117。
[0013]柵電極能夠位于由虛線圍繞的區(qū)域120內(nèi)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，柵電極(未示出)位于襯底105表面下方,而柵極電介質(zhì)(未不出)被設(shè)置在柵電極和碳納米管115之間。柵極電介質(zhì)可以在襯底表面的一些或全部上。在本發(fā)明另外的實(shí)施例中，柵極電介質(zhì)(未示出)設(shè)置在碳納米管115上，而柵電極(未示出)設(shè)置在柵極電介質(zhì)上，并且柵極區(qū)域可以被描述為圍繞在碳納米管115周圍。柵極電介質(zhì)處于柵電極和碳納米管115之間。在圖1中，已經(jīng)針對(duì)一個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)示出了源極和漏極區(qū)域125，但在其它晶體管結(jié)構(gòu)中為了例示的清晰，省略了它們。
[0014]在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以將圖1中的組裝區(qū)域110的陣列描述為組裝區(qū)域110的列。第一列中第一金屬區(qū)域110和第二緊鄰列中第二緊鄰金屬區(qū)域110之間的距離為dl。碳納米管115橋接第一列中的金屬區(qū)域110和第二列中的緊鄰金屬區(qū)域110。在一列內(nèi)的緊鄰的組裝區(qū)域110之間的距離為d2。第三列組裝區(qū)域110與第二列分開距離d3。第四列組裝區(qū)域110與第三列分開距離dl。碳納米管115橋接第三列中的金屬區(qū)域110和第四列中的緊鄰金屬區(qū)域110。由碳納米管115橋接意味著碳納米管115的第一端接觸第一金屬區(qū)域110，而碳納米管的第二端接觸第二金屬區(qū)域110。圖1中碳納米管115的長度為d4。在本發(fā)明的實(shí)施例中，碳納米管115的長度d4大約與dl相同(±20% )，使得碳納米管115能夠跨越在期望的緊鄰組裝區(qū)域110之間。碳納米管和dl的相對(duì)長度的其它值也是可能的，并部分地取決于金屬區(qū)域110的尺寸。然而，d2和d3與dl不同，使得碳納米管115不能跨越在被分開距離d2和d3的緊鄰組裝區(qū)域110之間。在本發(fā)明的實(shí)施例中，d2>dl且d3>dl。在d2大于dl且d3大于dl時(shí)，可以避免不希望的電短路。在d2?dl且d3?dl的情況下，如本文更充分描述的，可以消除額外的掩蔽步驟(例如光刻、蝕刻和掩模去除)以降低制造成本和復(fù)雜性。
[0015]在晶體管器件的情況下，圖2A-B提供了在溝道區(qū)域中采用碳納米管的結(jié)構(gòu)的視圖。在圖2A中，柵電極210和柵極電介質(zhì)215層設(shè)置在襯底205上。碳納米管225處于源極和漏極區(qū)域230和232之間。在本發(fā)明的實(shí)施例中，圍繞碳納米管225的區(qū)域235由諸如空氣或電介質(zhì)材料的材料構(gòu)成。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，該區(qū)域235由光可圖案化(或“光可界定”)的低k電介質(zhì)材料構(gòu)成。該區(qū)域235可以部分或全部由光可圖案化的低k電介質(zhì)材料構(gòu)成。圖2A的器件還可以充當(dāng)開關(guān)或互連。
[0016]在圖2B中，碳納米管225處于源極和漏極區(qū)域230和232之間。柵極電介質(zhì)層215設(shè)置在碳納米管225上，而柵電極210設(shè)置在柵極電介質(zhì)層215上。柵極電介質(zhì)層215環(huán)繞碳納米管225。柵電極210環(huán)繞柵極電介質(zhì)層215。在本發(fā)明的實(shí)施例中，柵極電介質(zhì)層215由高k電介質(zhì)材料構(gòu)成。例如,可以通過原子層沉積(ALD)工藝沉積環(huán)繞式柵極材料。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在圖2A-B中，碳納米管225是半導(dǎo)電碳納米管。在本發(fā)明的實(shí)施例中，碳納米管225為單壁碳納米管。在圖2A-B中，碳納米管225的端部接觸組裝區(qū)域240。組裝區(qū)域240是對(duì)端部官能化碳納米管表現(xiàn)出強(qiáng)的化學(xué)親合性的區(qū)域，該強(qiáng)的化學(xué)親合性可導(dǎo)致碳納米管附著到組裝區(qū)域。在本發(fā)明的實(shí)施例中，組裝區(qū)域240可以在其全部中或在一定區(qū)域中由多晶硅或摻雜多晶硅和碳、氮和氧構(gòu)成。摻雜劑包括例如硼、磷、銻和砷。多晶硅或摻雜多晶硅區(qū)域還可以在表面上包括C = O基團(tuán)。包括碳、氮和氧的多晶硅或摻雜多晶硅區(qū)域可以位于多晶硅或摻雜多晶硅區(qū)域和碳納米管225的界面處。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，多晶硅或摻雜多晶硅在多晶硅或摻雜多晶硅區(qū)域和碳納米管225的界面處可以包括含碳、氮和氧和C = O基團(tuán)的區(qū)域。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，組裝區(qū)域240由金屬或金屬M(fèi)(例如金、銀、銅、鈷、鎳、鈀和/或鉬)的混合物構(gòu)成。組裝區(qū)域240還可以在其全部中或在一定區(qū)域中由例如^iS (金屬、鎳和硫的混合物)、MCoS (金屬、鈷和硫的混合物)和/或MN(金屬和氮的混合物)構(gòu)成。任選地，組裝區(qū)域240包括金屬的納米晶體。
[0017]柵極電介質(zhì)材料包括例如絕緣材料，例如二氧化硅(Si02)、氮氧化硅(SiOxNy)、氮化硅(Si3N4)和/或高k電介質(zhì)材料。通常，高k電介質(zhì)是介電常數(shù)大于Si02的電介質(zhì)材料。示范性的高k電介質(zhì)材料包括二氧化鉿(Hf02)、二氧化鉿硅、氧化鑭、氧化鑭鋁、二氧化錯(cuò)(Zr02)、二氧化錯(cuò)娃、二氧化鈦(Ti02)、五氧化鉭(Ta205)、氧化鋇銀鈦、氧化鋇鈦、氧化鍶鈦、氧化釔、氧化鋁、氧化鉛鈧鉭、鈮酸鉛鋅、以及半導(dǎo)體領(lǐng)域中已知的其它材料。
[0018]柵電極材料包括,例如諸如T1、W、Ta、Al及其合金的材料，以及與稀土元素(例如Er,Dy)的合金，或與諸如Pt、Ru、Pd和Co、Ir的貴金屬的合金，及其合金，以及諸如TaN、TiN和VN的氮化物。用于源極和/或漏極的材料包括例如S1、摻碳的Si以及摻磷的S1、SiGe、Ge和II1-V族半導(dǎo)體(即，包括來自周期表1II和V族元素的化合物半導(dǎo)體材料)。 [0019]圖3示出了碳納米管互連結(jié)構(gòu)的陣列。圖3中示出的部件代表典型IC器件非常小的部分，IC器件可以包括比圖3所示數(shù)量多很多(或更少)的晶體管以及附加的器件、互連和部件。在圖3中，襯底305在其表面上容納組裝區(qū)域310的陣列。一個(gè)或多個(gè)碳納米管315跨越兩個(gè)組裝區(qū)域310。組裝區(qū)域310是對(duì)端部官能化碳納米管表現(xiàn)出強(qiáng)的化學(xué)親合性的區(qū)域，該強(qiáng)的化學(xué)親合性能導(dǎo)致碳納米管附著到組裝區(qū)域。在本發(fā)明的實(shí)施例中，碳納米管315為單壁碳納米管。在本發(fā)明的實(shí)施例中，碳納米管315是金屬(導(dǎo)電)碳納米管。在本發(fā)明的實(shí)施例中，組裝區(qū)域310可以在其全部中或在一定區(qū)域中由多晶硅或摻雜多晶硅和碳、氮和氧構(gòu)成。摻雜劑包括例如硼、磷、銻和砷。多晶硅或摻雜多晶硅區(qū)域還可以在表面上包括C = O基團(tuán)。包括碳、氮和氧的多晶硅或摻雜多晶硅區(qū)域可以位于多晶硅或摻雜多晶硅區(qū)域和碳納米管315的界面處。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，多晶硅或摻雜多晶硅在多晶硅或摻雜多晶硅區(qū)域和碳納米管115的界面處可以包括含碳、氮和氧和C = O基團(tuán)的區(qū)域。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，組裝區(qū)域310由金屬或金屬M(fèi)(例如金、銀、銅、鈷、鎳、鈀、鉬和/或其合金)的混合物構(gòu)成。組裝區(qū)域310還可以在其全部中或在一定區(qū)域中由^iS (金屬、鎳和硫的混合物)、MCoS (金屬、鈷和硫的混合物)和/或麗(金屬和氮的混合物)。任選地，組裝區(qū)域310包括金屬的納米晶體。根據(jù)制造工藝，還可以任選地具有與一個(gè)或多個(gè)組裝區(qū)域310相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)隨機(jī)分布(出現(xiàn)在不同取向、數(shù)量和/或附著位置上)的碳納米管片段317。[0020]在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以將圖3中的組裝區(qū)域310的陣列描述為組裝區(qū)域310的列。第一列中的第一金屬區(qū)域310和第二緊鄰列中的第二緊鄰金屬區(qū)域310之間的距離為dl。碳納米管315跨越第一列中的金屬區(qū)域310和第二列中的緊鄰金屬區(qū)域310。在一列內(nèi)的緊鄰組裝區(qū)域310之間的距離為d2。第三列組裝區(qū)域310與第二列分開距離d3。第四列組裝區(qū)域310與第三列分開距離dl。碳納米管315跨越第三列中的金屬區(qū)域310和第四列中的緊鄰金屬區(qū)域310。由碳納米管315跨越意味著碳納米管315的第一端接觸第一金屬區(qū)域310，而碳納米管的第二端接觸第二金屬區(qū)域310。圖3中碳納米管315的長度為d4。在本發(fā)明的實(shí)施例中，碳納米管315的長度d4大約與dl相同(±20% )，使得碳納米管315能夠跨越在期望的緊鄰組裝區(qū)域310之間。碳納米管315和dl的相對(duì)長度的其它值也是可能的，并部分地取決于金屬區(qū)域310的尺寸。然而，d2和d3與dl不同，使得碳納米管315不能跨越在被分開距離d2和d3的緊鄰組裝區(qū)域315之間。在本發(fā)明的實(shí)施例中，d2>dl且d3>dl。在d2大于dl且d3大于dl時(shí)，可以避免不希望有的電短路。在d2?dl且d3?dl的情況下，如本文更充分描述的，可以消除額外的掩蔽步驟(例如光刻、蝕刻和掩模去除)以降低制造成本和復(fù)雜性。
[0021] 圖4示出了碳納米管互連結(jié)構(gòu)。在圖4中，襯底405包括導(dǎo)電過孔410。襯底405由電介質(zhì)材料構(gòu)成。在本發(fā)明的實(shí)施例中，導(dǎo)電過孔410由諸如銅的金屬構(gòu)成。一個(gè)或多個(gè)碳納米管425跨越兩個(gè)組裝區(qū)域415。在本發(fā)明的實(shí)施例中，碳納米管425為單壁碳納米管。在本發(fā)明的實(shí)施例中，碳納米管425是金屬質(zhì)碳納米管。組裝區(qū)域415是對(duì)端部官能化碳納米管表現(xiàn)出強(qiáng)的化學(xué)親合性的區(qū)域，該強(qiáng)的化學(xué)親合性可導(dǎo)致碳納米管附著到組裝區(qū)域。在本發(fā)明的實(shí)施例中，組裝區(qū)域415可以在其全部中或在一定區(qū)域中由多晶硅或摻雜多晶硅和碳、氮和氧構(gòu)成。摻雜劑包括例如硼、磷、銻和砷。多晶硅或摻雜多晶硅區(qū)域還可以在表面上包括C = O基團(tuán)。包括碳、氮和氧的多晶硅或摻雜多晶硅區(qū)域可以位于多晶硅或摻雜多晶硅區(qū)域和碳納米管425的界面處。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，多晶硅或摻雜多晶硅在多晶硅或摻雜多晶硅區(qū)域和碳納米管115的界面處可以包括含碳、氮和氧和C = O基團(tuán)的區(qū)域。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，組裝區(qū)域415由金屬或金屬M(fèi)(金、銀、銅、鈷、鎳、鈀、鉬和/或其合金材料)的混合物構(gòu)成。組裝區(qū)域415還可以在其全部中或在一定區(qū)域中由例如^iS (金屬、鎳和硫的混合物)、MCoS (金屬、鈷和硫的混合物)和/或麗(金屬和氮的混合物)構(gòu)成。任選地，組裝區(qū)域415包括金屬的納米晶體?？梢栽陔娊橘|(zhì)材料430中覆蓋碳納米管425互連。電介質(zhì)材料430可以是諸如二氧化硅、摻碳氧化物(⑶O)、碳氟化合物材料(CFx)、烴材料(CHx)、碳硅烷材料、碳氧硅烷材料、碳化硅、或氮化硅之類(它們中的任一種都可以是多孔的)的材料。在本發(fā)明的實(shí)施例中，電介質(zhì)材料430的與碳納米管415緊鄰的區(qū)域由光可圖案化(低k)電介質(zhì)材料構(gòu)成。
[0022]圖5A-D示出了碳納米管半導(dǎo)體互連接觸/過孔結(jié)構(gòu)。在圖5A中，絕緣層510設(shè)置在襯底505上。電介質(zhì)層510包括過孔515。在本發(fā)明的實(shí)施例中，電介質(zhì)層510由負(fù)性光可界定旋涂光致抗蝕劑構(gòu)成。其它電介質(zhì)材料也是可能的，例如二氧化硅、摻碳氧化物(CDO)、碳氟化合物材料(CFx)、烴材料(CHx)、碳硅烷材料、碳氧硅烷材料、碳化娃、或氮化硅(它們中的任一種都可以是多孔的)。組裝區(qū)域520設(shè)置在襯底505上的過孔515的端部。組裝區(qū)域520是對(duì)端部官能化碳納米管表現(xiàn)出強(qiáng)的化學(xué)親合性的區(qū)域，該強(qiáng)的化學(xué)親合性可導(dǎo)致碳納米管附著到組裝區(qū)域。在本發(fā)明的實(shí)施例中，組裝區(qū)域520可以在其全部中或在一定區(qū)域中由多晶硅或摻雜多晶硅和碳、氮和氧構(gòu)成。摻雜劑包括例如硼、磷、銻和砷。多晶硅或摻雜多晶硅區(qū)域還可以在表面上包括C = O基團(tuán)。包括碳、氮和氧的多晶硅或摻雜多晶硅區(qū)域可以位于多晶硅或摻雜多晶硅區(qū)域和碳納米管525的界面處。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，多晶硅或摻雜多晶硅在多晶硅或摻雜多晶硅區(qū)域和碳納米管115的界面處可以包括含碳、氮和氧和C = O基團(tuán)的區(qū)域。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，組裝區(qū)域520由金屬或金屬M(fèi)(例如金、銀、鈷、鈀、鉬、銅、鎳和/或其合金材料)的混合物構(gòu)成。組裝區(qū)域520還可以在其全部中或在一定區(qū)域中由例如麗iS (金屬、鎳和硫的混合物)、MCoS(金屬、鈷和硫的混合物)和/或MN(金屬和氮的混合物)構(gòu)成。任選地，組裝區(qū)域520包括金屬的納米晶體。一個(gè)或多個(gè)碳納米管525位于過孔515中并跨越金屬區(qū)域520和電互連530之間的距離，使得碳納米管525的一端接觸金屬區(qū)域520，而另一端接觸電互連530。電互連530可以是溝槽。在過孔515內(nèi)部，可以具有一個(gè)碳納米管525或一束碳納米管525。在本發(fā)明的實(shí)施例中，這一束可以包括例如2到2000個(gè)碳納米管525。在本發(fā)明的實(shí)施例中，碳納米管525為單壁碳納米管。在本發(fā)明的實(shí)施例中，碳納米管525是金屬質(zhì)碳納米管(導(dǎo)電碳納米管)。電互連530例如由金屬(例如銅、鋁、銀和/或金)構(gòu)成。在本發(fā)明的實(shí)施例中，電互連由銅構(gòu)成。
[0023]圖5B的半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)的元件與關(guān)于圖5A示出和描述的類似。然而，圖5B包括電互連530和電介質(zhì)層510之間的另一襯層535。盡管圖5B中未不出，但襯層535也可以凹陷到過孔515中。在本發(fā)明的實(shí)施例中，襯層535包括Ta、TaN, T1、TiN、WN、VN、Co、氧化錳、硅酸錳、摻P的Ru和/或摻B的Ru。其它材料也是可能的。在本發(fā)明的實(shí)施例中，襯層可以充當(dāng)電遷移勢(shì)壘。
[0024]圖5C的半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)的元件與關(guān)于圖5A示出和描述的類似。然而，圖5C包括過孔515中的電介質(zhì)填充層540。電介質(zhì)填充層540能夠部分或完全填充過孔515。在本發(fā)明的實(shí)施例中，電介質(zhì)填充層540包括低k材料，例如旋涂低k電介質(zhì)或光可界定低k電介質(zhì)，但其它材料也是可能的。圖的半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)的元件與圖5C的半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)的元件類似。然而，圖包括在電互連530與電介質(zhì)層510以及電介質(zhì)填充層540之間的另一襯層535。在本發(fā)明的實(shí)施例中，襯層535包括了&、了8隊(duì)11、11隊(duì)1隊(duì)￥隊(duì)(:0、氧化錳、硅酸錳、摻P的Ru和/或摻B的Ru。其它材料也是可能的。在本發(fā)明的實(shí)施例中，襯層可以充當(dāng)電遷移勢(shì)壘。
[0025]襯底(或下層)505可以包括與組裝區(qū)域520電接觸的其它過孔、線路、互連和/或器件(未示出)以及作為圖5A-D的互連結(jié)構(gòu)所屬單片IC芯片一部分的其它器件和/或結(jié)構(gòu)。
[0026]圖6示出了用于形成具有包括碳納米管的區(qū)域的結(jié)構(gòu)陣列的方法。在圖6中，結(jié)構(gòu)(i)，襯底605包括組裝區(qū)域610的陣列。襯底605可以包括柵極電介質(zhì)和柵電極區(qū)域，例如關(guān)于圖1和2所示的那些。例如，可以利用由頂向下光刻技術(shù)或由下向上自組裝技術(shù)通過圖案化產(chǎn)生組裝區(qū)域610的陣列。組裝區(qū)域610的陣列在襯底605上具有一定幾何布局，使得具有單分散長度的碳納米管只能橋接期望之間連接的兩個(gè)組裝區(qū)域610，例如，關(guān)于圖1和3所述的布局。組裝區(qū)域610由能夠或經(jīng)過化學(xué)官能化而能夠使組裝區(qū)域610引導(dǎo)跨越的碳納米管615組裝的材料構(gòu)成。組裝區(qū)域610可以由金屬或金屬M(fèi)(例如金、銀、銅、鈷、鎳、鈀、鉬和/或其合金材料)的混合物構(gòu)成。可選地，組裝區(qū)域610可以由利用例如羧酸基團(tuán)進(jìn)行了表面官能化的多晶硅或摻雜多晶硅構(gòu)成。摻雜劑包括例如硼、磷、銻和砷。碳納米管615表現(xiàn)出單分散長度，并被化學(xué)端部官能化，從而引導(dǎo)包括襯底605上橋接的碳納米管615的結(jié)構(gòu)陣列的組裝?？梢岳眠x擇性生長技術(shù)或后期合成分離技術(shù)制備具有期望單分散長度的半導(dǎo)電碳納米管615。后期合成分離技術(shù)包括純化技術(shù)，例如密度梯度超速離心法。主要位于管端部的單壁碳納米管結(jié)構(gòu)中的五邊形和六邊形缺陷能夠充當(dāng)成核點(diǎn)，用于官能化材料的選擇性區(qū)域原子層沉積(ALD)。例如，向碳納米管的端部區(qū)域上進(jìn)行Ni3S2、NiS2和/或Co9S8的原子層沉積可用于引導(dǎo)碳納米管端部結(jié)合到由后過渡金屬(例如Ag、Au和/或Cu)構(gòu)成的組裝區(qū)域。原子層沉積能夠向碳納米管的端部上沉積幾層材料，例如Ni3S2、NiS2和/或Co9S8?？梢栽谛D(zhuǎn)ALD反應(yīng)器中進(jìn)行碳納米管的原子層沉積?？蛇x地，可以利用氣相或液相反應(yīng)對(duì)碳納米管進(jìn)行選擇性地端部官能化，以利用胺基對(duì)碳納米管進(jìn)行端部官能化?？梢允褂冒坊宋坏奶技{米管來引導(dǎo)結(jié)合到多晶硅或摻雜多晶硅組裝區(qū)域的羧酸基團(tuán)。還可以使用碳納米管的端部區(qū)域上的胺官能化，來引導(dǎo)碳納米管端部結(jié)合到由后過渡金屬構(gòu)成的組裝區(qū)域。圖6的結(jié)構(gòu)(ii)例如通過向襯底605表面涂布溶劑或溶劑混合物中分散的具有單分散長度的端部官能化碳納米管而形成。任選地，溶劑或溶劑混合物包括表面活性劑。而且，任選地，可以攪拌包括分散的端部官能化碳納米管的溶液，以便于流體自組裝過程，在該過程中，碳納米管的官能化端部附著于組裝區(qū)域610。碳納米管能夠形成有用的結(jié)構(gòu)，其中它們橋接兩個(gè)緊鄰的組裝區(qū)域610并可能形成一個(gè)端部或無端部接觸組裝區(qū)域610的非功能結(jié)構(gòu)(碳納米管117)。在流體自組裝之后，對(duì)襯底605進(jìn)行漂洗，以去除未與組裝區(qū)域610進(jìn)行交互的大部分碳納米管?？梢匀芜x地利用熱退火工藝原地?zé)Y(jié)碳納米管615。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在低于450°C下進(jìn)行熱退火。任選地，可以利用UV(紫外線)或其它電磁輻射促進(jìn)退火過程。
[0027]圖6，通過在襯底605表面上沉積可圖案化的電介質(zhì)材料620 (例如光可圖案化的低k電介質(zhì)材料)、對(duì)電介質(zhì)材料620進(jìn)行圖案化、并根據(jù)圖案部分地去除電介質(zhì)材料620，來形成結(jié)構(gòu)(iii)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，可圖案化的電介質(zhì)材料620還可以是化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)、高密度等離子體化學(xué)氣相沉積(HDP CVD)或旋涂材料，例如光致抗蝕劑；或成分與碳納米管充分不同從而可以在存在電介質(zhì)材料620的情況下去除暴露的碳納米管或碳納米管段617的其它可固化材料；或者成分與碳納米管充分不同的其它可固化材料，使得選擇性蝕刻工藝能夠去除材料620，優(yōu)先保持碳納米管615不變，并能夠在存在電介質(zhì)材料620的情況下去除暴露的碳納米管或碳納米管段617。例如，可以通過光可界定電介質(zhì)的顯影、通過常規(guī)電介質(zhì)材料的剪除性蝕刻工藝或用于光致抗蝕劑材料的灰化，來去除不希望有的電介質(zhì)材料。所得的包括電介質(zhì)材料的圖案化區(qū)域620保護(hù)性地掩蔽跨越組裝區(qū)域610的碳納米管615。然后通過例如將暴露的碳納米管617灰化而部分或完全地去除它們(其中一個(gè)端部或沒有端部接觸組裝區(qū)域610)，來形成結(jié)構(gòu)(iv)。例如，可以在小于250°C的溫度處進(jìn)行灰化，以去除暴露的碳納米管。如上文結(jié)合圖1和3所述，在d2>>dl且d3>>dl的實(shí)施例中，可以省略結(jié)合圖6的結(jié)構(gòu)(iii)和(iv)所示的額外掩蔽工藝，以降低制造成本和復(fù)雜性?？梢岳脴?biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體處理技術(shù)，形成晶體管結(jié)構(gòu)的其它元件，例如源極、漏極和柵極區(qū)域。在本發(fā)明的實(shí)施例中，電介質(zhì)材料620保留在最終的器件結(jié)構(gòu)中。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，電介質(zhì)材料620是光可圖案化的低k電介質(zhì)材料，并保留在最終的器件結(jié)構(gòu)中。也可以去除電介質(zhì)材料620。[0028]圖7示出了用于形成包括碳納米管的接觸/過孔互連結(jié)構(gòu)的陣列的方法。在圖7中，結(jié)構(gòu)(i)，襯底705包括組裝區(qū)域710的陣列。襯底705可以包括與組裝區(qū)域710電接觸的其它過孔、線路、互連和/或器件(未示出)以及作為圖7的互連結(jié)構(gòu)所屬的單片IC芯片的一部分的其它器件和/或結(jié)構(gòu)。組裝區(qū)域710能夠附著于端部官能化的碳納米管。在可選實(shí)施例中，可以在穿過電介質(zhì)材料715圖案化過孔725之后，在襯底705上放置組裝區(qū)域710。
[0029]通過在襯底上沉積電介質(zhì)材料715并對(duì)電介質(zhì)材料715圖案化以形成過孔725和溝槽720，來形成圖7的結(jié)構(gòu)(ii)。電介質(zhì)材料715例如可以是光可圖案化的電介質(zhì)材料(旋涂或CVD)或可以圖案化并蝕刻的任何其它電介質(zhì)材料。組裝區(qū)域710由能夠或經(jīng)過化學(xué)官能化而能夠使組裝區(qū)域710引導(dǎo)碳納米管730附著到過孔725內(nèi)部的金屬區(qū)域710的材料構(gòu)成。組裝區(qū)域710由金屬或金屬M(fèi)(例如金、銀、銅、鈷、鎳、鈀和/或鉬)的混合物構(gòu)成。對(duì)碳納米管730進(jìn)行化學(xué)端部官能化，從而引導(dǎo)包括碳納米管730的結(jié)構(gòu)在過孔725中的組裝?？梢岳眠x擇性生長技術(shù)或后期合成分離技術(shù)來制備具有期望長度的導(dǎo)電碳納米管730。后期合成分離技術(shù)包括純化技術(shù)，例如密度梯度超離心法。主要位于管端部的單壁碳納米管結(jié)構(gòu)中的五邊形和六邊形缺陷能夠充當(dāng)成核點(diǎn)，用于官能化材料的選擇性區(qū)域原子層沉積(ALD)。例如，向碳納米管的端部區(qū)域上進(jìn)行Ni3S2、NiS2和/或Co9S8的原子層沉積可用于引導(dǎo)碳納米管端部結(jié)合到由后過渡金屬(例如Ag、Au和/或Cu)構(gòu)成的組裝區(qū)域。原子層沉積能夠向碳納米管的端部上沉積幾層材料，例如Ni3S2、NiS2和/或Co9S8?？蛇x地，可以利用氣相或液相反應(yīng)對(duì)碳納米管進(jìn)行選擇性地端部官能化，以利用胺基對(duì)碳納米管進(jìn)行端部官能化?？梢允褂冒坊宋坏奶技{米管引導(dǎo)結(jié)合到多晶硅或摻雜多晶硅組裝區(qū)域的羧酸基團(tuán)。還可以使用碳納米管端部區(qū)域上的胺官能化引導(dǎo)碳納米管端部結(jié)合到由后過渡金屬構(gòu)成的組裝區(qū)域。圖7的結(jié)構(gòu)(iii)例如可以是通過向結(jié)構(gòu)(ii)表面涂布溶劑或溶劑混合物中分散的具有單分散長度的端部官能化碳納米管而形成的。任選地，溶劑或溶劑混合物包括表面活性劑。同樣，任選地，可以攪拌包括分散的端部官能化碳納米管的溶液，以便于流體自組裝過程，在該過程中，碳納米管的官能化端部附著于組裝區(qū)域710。在本發(fā)明的實(shí)施例中，碳納米管730是單個(gè)碳納米管或一束碳納米管730。這一束碳納米管可以包括2到2000個(gè)碳納米管。在其它實(shí)施例中，碳納米管730是金屬和/或單壁碳納米管。在碳納米管730和金屬區(qū)域710之間形成電連接。
[0030]在圖7中，通過向溝槽720中沉積導(dǎo)電材料735來制造結(jié)構(gòu)(iv)。導(dǎo)電材料735例如是金屬，如銅、鋁、金和/或銀，但其它材料也是可能的。在本發(fā)明的實(shí)施例中，導(dǎo)電材料735為銅，且通過首先由例如PVD、CVD或ALD沉積銅種晶層，然后通過電化學(xué)沉積工藝，來進(jìn)行沉積。任選地，在沉積導(dǎo)電材料735之前，利用電介質(zhì)材料740部分或全部填充過孔725。電介質(zhì)材料740可以是旋涂可流動(dòng)電介質(zhì)材料，例如氧化硅、摻碳氧化物(CDO)、碳氟化合物材料(CFx)、烴材料(CHx)、碳硅烷材料、碳氧硅烷材料、碳化硅、或氮化硅(它們中的任一種都可以是多孔的)?？梢詫?duì)這種材料進(jìn)行拋光或向回修整以暴露出碳納米管730的頂部。還是任選地，在沉積導(dǎo)電材料735之前，并且在過孔725中沉積任選的電介質(zhì)材料740并回蝕之后，可以向溝槽720中沉積金屬襯層745。然后對(duì)結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行化學(xué)/機(jī)械拋光，以從表面去除不希望有(裝載過多)的襯層和/或?qū)щ姴牧稀?br> [0031]通常，碳納米管是與富勒烯相關(guān)的結(jié)構(gòu)，由布置成六方晶格的碳原子的圓柱狀納米結(jié)構(gòu)構(gòu)成。碳納米管可以是單壁或多壁(同心)的。在本發(fā)明的實(shí)施例中，碳納米管是單壁碳納米管。例如，可以在碳的電弧蒸鍍期間在石墨電極處形成碳納米管。可以在包含諸如鈷的金屬的石墨電極處形成單壁碳納米管。
[0032]用于電介質(zhì)層、特征和/或?qū)娱g電介質(zhì)(ILD)的典型電介質(zhì)材料包括二氧化硅、低k電介質(zhì)材料和光致抗蝕劑?？梢允褂玫钠渌娊橘|(zhì)材料包括摻碳氧化物(CDO)、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氟化合物(CFx)材料(例如由聚四氟乙烯制成的膜或通過碳氟化合物前體(像全氟環(huán)丁烷)或旋涂碳氟化合物材料的PECVD沉積形成的膜)、烴材料(CHx)、氟硅酸鹽玻璃(FSG)和/或有機(jī)硅酸鹽(例如倍半硅氧烷、硅氧烷或有機(jī)硅酸鹽玻璃)。其它電介質(zhì)材料包括光可圖案化低k電介質(zhì)材料。光可圖案化材料可以具有上述化學(xué)組成，但還具有附著于主鏈以改變?nèi)軇┗臉O性的光敏基團(tuán)或包括光敏化合物(例如，光酸發(fā)生器、光基發(fā)生器、光路易斯酸發(fā)生器等)，在被電磁輻射激活時(shí)，這些光敏化合物使得主鏈材料交聯(lián)成固體網(wǎng)絡(luò)(負(fù)色調(diào))或?qū)е轮麈溄到?，從而可以被洗?正色調(diào))。電介質(zhì)層可以包括小孔，以進(jìn)一步減小介電常數(shù)。
[0033]本發(fā)明的實(shí)施方式容納在襯底上，例如半導(dǎo)體襯底上?？梢栽谄渖闲纬筛鶕?jù)本發(fā)明實(shí)施例的晶體管和互連結(jié)構(gòu)的襯底表面包括例如H端接的硅、二氧化硅、硅、硅鍺、II1-V族(或其它元素周期表族編號(hào)方案中的13-15族)化合物半導(dǎo)體、主族氧化物、金屬和/或二元或混合金屬氧化物。其上可容納本發(fā)明的實(shí)施方式的襯底可以是IC芯片的一部分。層以及包括器件的層也可以被描述為其上制造和容納本發(fā)明的實(shí)施例的襯底或襯底的一部分。構(gòu)建半導(dǎo)體器件(IC芯片)于其上的襯底基礎(chǔ)通常為半導(dǎo)體晶片。IC芯片構(gòu)建于其上的基礎(chǔ)襯底通常是硅晶片，但本發(fā)明的實(shí)施例不取決于所用襯底的類型。襯底也可以由鍺、銻化銦、碲化鉛、砷化銦、磷化銦、砷化鎵、銻化鎵和/或其它II1-V族材料，單獨(dú)地或與硅或二氧化硅或其它絕緣材料結(jié)合構(gòu)成。
[0034]本文例示的器件可以包括附加的結(jié)構(gòu)，例如包封器件的絕緣層、將源極和漏極連接到其它部件的金屬溝槽和過孔，以及其它附加層和/或器件。例如，根據(jù)在構(gòu)造器件和器件的期望特性時(shí)采用的制造工藝，為簡單起見而被示為一層的部件可以包括相同或不同材料的多層。
[0035]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的計(jì)算設(shè)備1000。計(jì)算設(shè)備1000容納母板1002。母板1002可以包括若干部件，包括，但不限于處理器1004和至少一個(gè)通信芯片1006。處理器1004物理和電耦合至母板1002。在一些實(shí)施方式中，至少一個(gè)通信芯片1006也物理和電耦合至母板1002。
[0036]根據(jù)其應(yīng)用，計(jì)算設(shè)備1000可以包括其它部件，它們可以或可以不物理和電耦合至母板1002。這些其它部件包括，但不限于易失性存儲(chǔ)器(例如DRAM)、非易失性存儲(chǔ)器(例如ROM)、圖形處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、密碼處理器、芯片組、天線、顯示器、觸摸屏顯示器、觸摸屏控制器、電池、音頻編解碼器、視頻編解碼器、功率放大器、全球定位系統(tǒng)(GPS)設(shè)備、指南針、加速度計(jì)、陀螺儀、揚(yáng)聲器、相機(jī)、大容量存儲(chǔ)設(shè)備(例如硬盤驅(qū)動(dòng)器、緊致盤(CD)、數(shù)字多用盤(DVD)等)。
[0037]通信芯片1006實(shí)現(xiàn)用于數(shù)據(jù)往返計(jì)算設(shè)備1000的傳輸?shù)臒o線通信。術(shù)語“無線”及其派生詞可用于描述可通過使用經(jīng)由非固體介質(zhì)的經(jīng)調(diào)制的電磁輻射來通信數(shù)據(jù)的電路、設(shè)備、系統(tǒng)、方法、技術(shù)、通信通道等。該術(shù)語并不暗示相關(guān)的設(shè)備不包含任何電線，雖然在一些實(shí)施例中它們可以不包含電線。通信芯片1006可實(shí)現(xiàn)多種無線標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議中的任一個(gè)，包括但不限于 W1-Fi (IEEE802.11 系列)、WiMAX (IEEE802.16 系列)、IEEE802.20、長期演進(jìn)(LTE)、Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA, DECT、藍(lán)牙、其派生物、以及被指定為3G、4G、5G和更高代的任何其它無線協(xié)議。計(jì)算設(shè)備1000可包括多個(gè)通信芯片1006。例如，第一通信芯片1006可專用于較短范圍無線通信，例如W1-Fi和藍(lán)牙，而第二通信芯片606可專用于較長范圍無線通信，例如GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev-DO 等。
[0038]計(jì)算設(shè)備1000的處理器1004包括封裝于處理器1004內(nèi)的集成電路管芯。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，處理器的集成電路管芯包括一個(gè)或多個(gè)器件，例如根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的包括碳納米管的晶體管和/或互連。本發(fā)明的實(shí)施方式例如對(duì)于芯片內(nèi)的功率供給和信令功能是有用的。術(shù)語“處理器”能夠指處理來自寄存器和/或存儲(chǔ)器的電子數(shù)據(jù)以將該電子數(shù)據(jù)變換成可以存儲(chǔ)于寄存器和/或存儲(chǔ)器中的其它電子數(shù)據(jù)的任何設(shè)備或設(shè)備的一部分。超高速緩沖存儲(chǔ)器可以位于同一處理器芯片上。
[0039]通信芯片1006還包括封裝于通信芯片1006內(nèi)的集成電路管芯。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，通信芯片的集成電路管芯包括一個(gè)或多個(gè)器件，例如根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的包括碳納米管的晶體管或金屬互連。
[0040]在另一實(shí)施方式中，容納在計(jì)算設(shè)備1000內(nèi)的另一部件可以包含集成電路管芯，其包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)器件，例如包括碳納米管的晶體管或金屬互連。
[0041]在各種實(shí)施方式中，計(jì)算設(shè)備1000可以是膝上型計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本、筆記本電腦、智能電話、平板計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、超級(jí)移動(dòng)PC、移動(dòng)電話、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、打印機(jī)、掃描儀、監(jiān)視器、機(jī)頂盒、娛樂控制單元、數(shù)碼相機(jī)、便攜式音樂播放機(jī)或數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。在另一實(shí)施方式中，計(jì)算設(shè)備1000可以是處理數(shù)據(jù)的任何其它電子設(shè)備。
[0042]相關(guān)領(lǐng)域的人員認(rèn)識(shí)到，在整個(gè)公開中，作為所示和所述各個(gè)部件的替代，修改和變化是可能的。整個(gè)本說明書中提到“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”表示結(jié)合該實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)、材料或特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中，但未必表示它們存在于每個(gè)實(shí)施例中。此外，可以在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中通過任何適當(dāng)方式組合這些實(shí)施例中公開的特定特征、結(jié)構(gòu)、材料或特性。在其它實(shí)施例中可以包括各種附加的層和/或結(jié)構(gòu)和/或可以省去描述的特征。
【權(quán)利要求】
1.一種結(jié)構(gòu)，包括: 具有表面的襯底， 設(shè)置在所述襯底表面上的至少兩個(gè)組裝區(qū)域，其中所述組裝區(qū)域包括第一金屬和選自由硫、氮及其組合構(gòu)成的組中的第二物質(zhì)， 碳納米管，其中所述碳納米管具有端部，且其中第一端與第一組裝區(qū)域接觸，而第二端與第二組裝區(qū)域接觸，以及 源極區(qū)域和漏極區(qū)域，其中所述源極區(qū)域與所述一個(gè)或多個(gè)碳納米管的第一端接觸，而所述漏極區(qū)域與所述一個(gè)或多個(gè)碳納米管的所述第二端接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述第一金屬選自由金、銀、銅、鈷、鎳、鈀、鉬及其組合所構(gòu)成的組中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述組裝區(qū)域還包括第二金屬，所述第二金屬與所述第一金屬不同并選自由鎳和鈷所構(gòu)成的組中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述襯底還包括柵極電介質(zhì)區(qū)域和柵電極區(qū)域，其中所述柵極電介質(zhì)區(qū)域緊鄰所述一個(gè)或多個(gè)碳納米管，且所述柵極電介質(zhì)區(qū)域處于所述一個(gè)或多個(gè)碳納米管和所述柵電極區(qū)域之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中柵極電介質(zhì)材料設(shè)置在所述碳納米管上，而柵電極設(shè)置在所述柵極電介質(zhì)材料上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述納米管是單壁半導(dǎo)電碳納米管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中光可圖案化低k電介質(zhì)材料設(shè)置在所述碳納米管上。
8.—種結(jié)構(gòu),包括: 具有表面的襯底， 在所述襯底表面上的組裝區(qū)域陣列，其中所述陣列包括至少兩列組裝區(qū)域，其中一列組裝區(qū)域包括至少兩個(gè)組裝區(qū)域，其中第一列組裝區(qū)域與第二列組裝區(qū)域分開第一距離，其中在一列內(nèi)的組裝區(qū)域與最近的緊鄰組裝區(qū)域分開第二距離，且其中所述第一距離與所述第二距離不同， 至少兩個(gè)碳納米管，其中第一碳納米管和第二碳納米管具有端部，其中所述第一碳納米管的第一端與所述第一列中的第一組裝區(qū)域接觸，而所述第一碳納米管的第二端與所述第二列中的第二緊鄰組裝區(qū)域接觸，且其中第二碳納米管的第一端與所述第一列中的第三組裝區(qū)域接觸，而所述第二碳納米管的第二端與所述第二列中的第四緊鄰組裝區(qū)域接觸，以及 源極區(qū)域和漏極區(qū)域，其中第一源極區(qū)域與所述第一碳納米管的第一端接觸，第二源極區(qū)域與所述第二碳納米管的第一端接觸，第一漏極區(qū)域與所述第一碳納米管的第二端接觸，且第二漏極區(qū)域與所述第二碳納米管的第二端接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的器件，其中所述組裝區(qū)域包括多晶硅或摻雜多晶硅以及碳、氮和氧。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的器件，其中所述組裝區(qū)域包括金屬和選自由硫、氮及其組合所構(gòu)成的組中的第二物質(zhì)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的器件，其中所述組裝區(qū)域包括選自由金、銀、銅、鈷、鎳、鈀、鉬及其組合所構(gòu)成的組中的第一金屬。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的器件，其中所述組裝區(qū)域包括第二金屬，所述第二金屬與所述第一金屬不同，并選自由鎳和鈷所構(gòu)成的組中。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的器件，其中所述襯底還包括第一柵極電介質(zhì)區(qū)域和第二柵極電介質(zhì)區(qū)域以及第一柵電極區(qū)域和第二柵電極區(qū)域，其中所述第一柵極電介質(zhì)區(qū)域緊鄰所述第一碳納米管，所述第二柵極電介質(zhì)區(qū)域緊鄰所述第二碳納米管，所述第一柵極電介質(zhì)區(qū)域處于所述第一碳納米管和所述第一柵電極區(qū)域之間，而所述第二柵極電介質(zhì)區(qū)域處于所述第二碳納米管和所述第二柵電極區(qū)域之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的器件，其中所述碳納米管是單壁半導(dǎo)電碳納米管。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的器件，其中柵極電介質(zhì)材料設(shè)置在所述第一碳納米管和所述第二碳納米管上，而柵電極設(shè)置在所述柵極電介質(zhì)材料上。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的器件，其中光可圖案化低k電介質(zhì)材料設(shè)置在所述碳納米管上。
17.一種結(jié)構(gòu)，包括 具有表面的襯底，其中所述表面具有設(shè)置在其上的電介質(zhì)材料， 在所述電介質(zhì)材料中的過孔， 設(shè)置在所述襯底表面上、所述過孔的第一端處的組裝區(qū)域，其中所述組裝區(qū)域包括第一金屬和選自由硫、氮及其組合構(gòu)成的組中的第二物質(zhì)， 至少一個(gè)碳納米管，其中所述至少一個(gè)碳納米管具有端部，其中所述至少一個(gè)碳納米管的一端與所述組裝區(qū)域接觸，而所述碳納米管的另一端緊鄰所述過孔的與所述過孔的所述第一端相對(duì)的第二端， 導(dǎo)電區(qū)域，其設(shè)置在所述過孔的第二端，并與所述碳納米管電接觸。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的器件，其中所述至少一個(gè)碳納米管是一束碳納米管。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的器件，其中所述第一金屬選自由金、銀、銅、鈷、鎳、鈀、鉬及其組合所構(gòu)成的組中。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的器件，其中所述金屬區(qū)域包括選自由鎳和鈷所構(gòu)成的組中的第二金屬。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的器件，其中所述至少一個(gè)碳納米管是單壁金屬質(zhì)碳納米管。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的器件，還包括在所述導(dǎo)電區(qū)域和所述碳納米管之間的襯層。
23.一種計(jì)算設(shè)備，包括: 母板， 安裝在所述母板上的通信芯片，以及 安裝在所述母板上的處理器，所述處理器包括晶體管，所述晶體管包括: 具有表面的襯底， 設(shè)置在所述襯底表面上的至少兩個(gè)組裝區(qū)域，其中所述組裝區(qū)域包括第一金屬和選自由硫、氮及其組合所構(gòu)成的組中的第二物質(zhì)， 碳納米管，其中所述碳納米管具有端部，且其中第一端與第一組裝區(qū)域接觸，而第二端與第二組裝區(qū)域接觸，以及 源極區(qū)域和漏極區(qū)域，其中所述源極區(qū)域與所述一個(gè)或多個(gè)碳納米管的第一端接觸，而所述漏極區(qū)域與所述一個(gè)或多個(gè)碳納米管的第二端接觸。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中所述第一金屬選自由金、銀、銅、鈷、鎳、鈀、鉬及其組合所構(gòu)成的組中。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述組裝區(qū)域還包括第二金屬，所述第二金屬與所述第一金屬不同，且選自由鎳和鈷所構(gòu)成的組中。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中柵極電介質(zhì)材料設(shè)置在所述碳納米管上，并且柵電極設(shè)置在所述柵極電介質(zhì)材料上。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中光可圖案化低k電介質(zhì)材料設(shè)置在所述碳納米管上。
28.一種計(jì)算設(shè)備，包括: 母板， 安裝在所述母板上的通信芯片，以及 安裝在所述母板上的處理器，所述處理器包括晶體管，所述晶體管包括: 具有表面的襯底，其中 所述表面具有設(shè)置在其上的電介質(zhì)材料， 在所述電介質(zhì)材料中的過孔， 設(shè)置在所述襯底表面上、所述過孔的第一端處的組裝區(qū)域，其中所述組裝區(qū)域包括第一金屬和選自由硫、氮及其組合所構(gòu)成的組中的第二物質(zhì)， 至少一個(gè)碳納米管，其中所述至少一個(gè)碳納米管具有端部，其中所述碳納米管的一端與所述組裝區(qū)域接觸，而所述碳納米管的另一端緊鄰所述過孔的與所述過孔的第一端相對(duì)的第二端， 導(dǎo)電區(qū)域，其與所述碳納米管電接觸，且設(shè)置在所述過孔的第二端。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)碳納米管是一束碳納米管。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中所述第一金屬選自由金、銀、銅、鈷、鎳、鈀、鉬及其組合所構(gòu)成的組中。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中所述組裝區(qū)域還包括第二金屬，所述第二金屬與所述第一金屬不同，且選自由鎳和鈷所構(gòu)成的組中。
32.—種形成碳納米管的陣列的方法，包括: 提供襯底，所述襯底具有表面和在襯底表面上的組裝區(qū)域的陣列，其中所述陣列包括至少兩列組裝區(qū)域，其中一列組裝區(qū)域包括至少兩個(gè)組裝區(qū)域，其中第一列組裝區(qū)域與第二列組裝區(qū)域分開第一距離，其中在一列內(nèi)的組裝區(qū)域與最近的緊鄰組裝區(qū)域分開第二距離，且其中所述第一距離小于所述第二距離， 向所述襯底表面涂布端部官能化的碳納米管，其中在允許所述端部官能化的碳納米管在所述第一列中的組裝區(qū)域和所述第二列中的緊鄰組裝區(qū)域之間形成橋接結(jié)構(gòu)的條件下，所述端部官能化的碳納米管能夠橋接在所述第一列中的組裝區(qū)域和所述第二列中的緊鄰組裝區(qū)域之間，但不能橋接在所述第一列中的兩個(gè)緊鄰組裝區(qū)域或所述第二列中的兩個(gè)緊鄰組裝區(qū)域之間， 將橋接的端部官能化的碳納米管附著于所述組裝區(qū)域，以及去除未附著的任何端部官能化的碳納米管。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，還包括向所述襯底表面上沉積光可圖案化低k電介質(zhì)材料，對(duì)所述光可圖案化低k電介質(zhì)材料進(jìn)行圖案化，并去除在不希望區(qū)域中的所述光可圖案化低k電介質(zhì)材料，其中所得的圖案化光可圖案化低k電介質(zhì)材料覆蓋橋接在所述第一列中的組裝區(qū)域和所述第二列中的緊鄰組裝區(qū)域之間的端部官能化的碳納米管，并去除沒有被圖案化的光可圖案化低k電介質(zhì)材料覆蓋的任何端部官能化的碳納米管。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述組裝區(qū)域包括選自由金、銀、銅、鈷、鎳、鈀、鉬及其組合構(gòu)成的組中的金屬。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述組裝區(qū)域包括多晶硅或摻雜多晶硅。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中利用胺基使所述端部官能化的碳納米管官能化。
37.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中利用Ni3S2、NiS2或Co9S8使所述端部官能化的碳納米管官能化。
38.一種結(jié)構(gòu),包括: 具有表面的襯底， 設(shè)置在所述襯底 表面上的至少兩個(gè)組裝區(qū)域，其中所述組裝區(qū)域包括多晶硅或摻雜多晶娃以及碳、氮和氧， 碳納米管，其中所述碳納米管具有端部，且其中第一端與第一組裝區(qū)域接觸，而第二端與第二組裝區(qū)域接觸，以及 源極區(qū)域和漏極區(qū)域，其中所述源極區(qū)域與所述一個(gè)或多個(gè)碳納米管的第一端接觸，而所述漏極區(qū)域與所述一個(gè)或多個(gè)碳納米管的第二端接觸。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的器件，其中所述襯底還包括柵極電介質(zhì)區(qū)域和柵電極區(qū)域，其中所述柵極電介質(zhì)區(qū)域緊鄰所述一個(gè)或多個(gè)碳納米管，且所述柵極電介質(zhì)區(qū)域處于所述一個(gè)或多個(gè)碳納米管和所述柵電極區(qū)域之間。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的器件，其中柵極電介質(zhì)材料設(shè)置在所述碳納米管上，而柵電極設(shè)置在所述柵極電介質(zhì)材料上。
41.根據(jù)權(quán)利要求38所述的器件，其中所述碳納米管是單壁半導(dǎo)電碳納米管。
42.根據(jù)權(quán)利要求38所述的器件，其中光可圖案化低k電介質(zhì)材料設(shè)置在所述碳納米管上。
43.一種結(jié)構(gòu),包括: 具有表面的襯底，其中所述表面具有設(shè)置在其上的電介質(zhì)材料， 在所述電介質(zhì)材料中的過孔， 設(shè)置在所述襯底表面上、所述過孔的第一端處的組裝區(qū)域，其中所述組裝區(qū)域包括多晶硅或摻雜多晶硅以及碳、氮和氧， 至少一個(gè)碳納米管，其中所述至少一個(gè)碳納米管具有端部，其中所述至少一個(gè)碳納米管的一端與所述組裝區(qū)域接觸，而所述碳納米管的另一端緊鄰所述過孔的與所述過孔的第一端相對(duì)的第二端， 導(dǎo)電區(qū)域，其設(shè)置在所述過孔的第二端，并與所述碳納米管電接觸。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的器件，其中所述至少一個(gè)碳納米管是一束碳納米管。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的器件，其中所述至少一個(gè)碳納米管是單壁金屬質(zhì)碳納米管。
46.根據(jù)權(quán)利要求43所述的器件，還包括在所述導(dǎo)電區(qū)域和所述碳納米管之間的襯層 。
【文檔編號(hào)】H01L21/8238GK104011850SQ201180076090
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月27日
【發(fā)明者】L·D·王, S·B·克倫德寧, D·J·米夏拉克 申請(qǐng)人:英特爾公司