CN103915338A - 一种金刚石器件的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金刚石器件的制备方法，涉及半导体器件技术领域。包括以下步骤（1）在有导电沟道的金刚石表层上的有源区覆盖光刻胶；（2）将有源区外金刚石导电沟道去除；去除光刻胶（3）在源、漏位置以外处覆盖光刻胶；（4）转移石墨烯覆盖在金刚石表面；（5）在石墨烯上面沉积欧姆接触金属；（6）剥离，形成源漏；（7）制备栅。本发明制备方法简单，在金刚石沟道与源漏金属间设置石墨烯层，石墨烯与金刚石，石墨烯与源漏金属间可形成良好的欧姆接触，可以极大减小金刚石器件的欧姆接触电阻，提高金刚石器件的性能。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件技术领域。
背景技术
以单晶、多晶和纳米晶金刚石为材料基础的器件统称为金刚石基器件，例如金刚石MESFET、MISFET、JFET等。金刚石基器件具有工作温度高、击穿场强大、截止频率高、功率密度大等优点，是未来微波大功率领域的首选。栅源和栅漏电阻增加，晶体管的频率性能下降。大的欧姆接触电阻是金刚石器件寄生电阻的主要来源，因此只有降低欧姆接触电阻才能提高金刚石器件的性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种金刚石器件的制备方法，本发明制备方法简单，在金刚石沟道与源漏金属间设置石墨烯层，石墨烯与金刚石，石墨烯与源漏金属间可形成良好的欧姆接触，可以极大减小金刚石器件的欧姆接触电阻，提高金刚石器件的性能。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种金刚石器件的制备方法，包括以下步骤
（1）在有导电沟道的金刚石表层上的有源区覆盖光刻胶；
（2）将有源区外金刚石导电沟道去除；去除光刻胶
（3）在源、漏位置以外处覆盖光刻胶；
（4）转移石墨烯覆盖在金刚石表面；
（5）在石墨烯上面沉积欧姆接触金属；
（6）剥离，形成源漏；
（7）制备栅。
步骤（1）中金刚石表面导电沟道为n型或p型。
步骤（1）中金刚石中形成表面导电沟道的方法为氢等离子体处理法、化学掺杂法或B掺杂法。
步骤（2）去除导电沟道的方法为干法刻蚀。
步骤（2）去除导电沟道的方法为等离子体刻蚀法。
步骤（4）所述石墨烯为单层石墨烯或多层石墨烯。
步骤（5）所述欧姆接触金属为钌、铑、钯、银、锇、铱、铂、金、钛、铝、铬、锗、钼、镍、钨、铜、钴或铁中的一种，或至少两种相互组合的合金。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明制备方法简单，在金刚石沟道与源漏金属间设置石墨烯层，石墨烯与金刚石，石墨烯与源漏金属间可形成良好的欧姆接触，可以极大减小金刚石器件的欧姆接触电阻，提高金刚石器件的性能。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明步骤（1）的流程图；
图2是本发明步骤（2）的流程图；
图3是本发明步骤（3）的流程图；
图4是本发明步骤（4）的流程图；
图5是本发明步骤（5）的流程图；
图6是本发明步骤（6）的流程图；
图7是本发明步骤（7）的流程图；
1为金刚石，2为导电沟道，3为光刻胶，4为石墨烯，5为欧姆接触金属，6为在源，7为漏，8为栅。
具体实施方式
实施例1
第一步，在有p型导电沟道的金刚石半导体材料表面上的有源区覆盖光刻胶；
第二步，以光刻胶为掩膜，将有源区外金刚石导电沟道氧等离子体刻蚀10分钟，去除导电沟道；
第三步，在源、漏位置以外处覆盖光刻胶；
第四步，将利用CVD法在Ni衬底上生长的双层石墨烯转移并覆盖在金刚石表面；
第五步，在石墨烯上面沉积欧姆接触金属Ti/Au 10 nm/200nm；
第六步，剥离，形成源漏；
第七步，电子束光刻制备栅长100 nm的T型栅，蒸发200 nm Al栅金属，剥离，形成金刚石器件。
实施例2
第一步，在有n型导电沟道的金刚石半导体材料表面上的有源区覆盖光刻胶；
第二步，以光刻胶为掩膜，将有源区外金刚石导电沟道氧等离子体刻蚀10分钟，去除导电沟道；
第三步，在源、漏位置以外处覆盖光刻胶；
第四步，将利用CVD法在Ni衬底上生长的双层石墨烯转移并覆盖在金刚石表面；
第五步，在石墨烯上面沉积欧姆接触金属Ti/Au 10 nm/200nm；
第六步，剥离，形成源漏；
第七步，电子束光刻制备栅长100 nm的T型栅，蒸发200 nm Al栅金属，剥离，形成金刚石器件。
实施例3
第一步，在有p型导电沟道的金刚石半导体材料表面上的有源区覆盖光刻胶；
第二步，以光刻胶为掩膜，将有源区外金刚石导电沟道氧等离子体刻蚀10分钟，去除导电沟道；
第三步，在源、漏位置以外处覆盖光刻胶；
第四步，将利用CVD法在Cu衬底上生长的石墨烯转移并覆盖在金刚石表面；
第五步，在石墨烯上面沉积欧姆接触金属Au 200nm；
第六步，剥离，形成源漏；
第七步，电子束光刻制备栅长100 nm的T型栅，蒸发200 nm Al栅金属，剥离，形成金刚石器件。
本发明在金刚石沟道与源漏金属间插入了石墨烯层，由于石墨烯与金刚石，石墨烯与源漏金属间可形成良好的欧姆接触，该结构可以极大减小金刚石器件的欧姆接触电阻，提高金刚石器件性能。
Claims (7)
1.一种金刚石器件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤
（1）在有导电沟道（2）的金刚石（1）表层上的有源区覆盖光刻胶（3）；
（2）将有源区外金刚石导电沟道（2）去除；去除光刻胶（3）；
（3）在源（6）、漏（7）位置以外处覆盖光刻胶（3）；
（4）转移石墨烯（4）覆盖在金刚石表面；
（5）在石墨烯（4）上面沉积欧姆接触金属（5）；
（6）剥离，形成源（6）、漏（7）；
（7）制备栅（8）。
2.根据权利要求１所述的金刚石器件的制备方法，其特征在于步骤（1）中金刚石表面导电沟道为n型或p型。
3.根据权利要求１所述的金刚石器件的制备方法，其特征在于步骤（1）中金刚石中形成表面导电沟道（2）的方法为氢等离子体处理法、化学掺杂法或B掺杂法。
4.根据权利要求１所述的金刚石器件的制备方法，其特征在于步骤（2）去除导电沟道的方法为干法刻蚀。
5.根据权利要求4所述的金刚石器件的制备方法，其特征在于步骤（2）去除导电沟道的方法为等离子体刻蚀法。
6.根据权利要求１所述的金刚石器件的制备方法，其特征在于步骤（4）所述石墨烯为单层石墨烯或多层石墨烯。
7.根据权利要求１所述的金刚石器件的制备方法，其特征在于步骤（5）所述欧姆接触金属为钌、铑、钯、银、锇、铱、铂、金、钛、铝、铬、锗、钼、镍、钨、铜、钴或铁中的一种，或至少两种相互组合的合金。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |