CN105575814B

CN105575814B - 鳍式场效应晶体管及其形成方法

Info

Publication number: CN105575814B
Application number: CN201410554566.9A
Authority: CN
Inventors: 张海洋
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2019-01-22
Anticipated expiration: 2034-10-17
Also published as: CN105575814A

Abstract

一种鳍式场效应晶体管及其形成方法，所述鳍式场效应晶体管的形成方法包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成鳍部；在所述鳍部和半导体衬底表面形成含碳半导体层；在所述含碳半导体层表面形成石墨烯层；对所述石墨烯层进行表面修复处理，消除所述石墨烯层的缺陷；在部分所述石墨烯层上形成隔离层，所述隔离层表面低于鳍部的顶部表面；在所述石墨烯层表面形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖位于鳍部顶部及侧壁上的部分石墨烯层。所述方法可以提高鳍式场效应晶体管的性能。

Description

鳍式场效应晶体管及其形成方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种鳍式场效应晶体管及其形成方法。

背景技术

随着半导体工艺技术的不断发展，工艺节点逐渐减小，后栅(gate-last)工艺得到了广泛应用，以获得理想的阈值电压，改善器件性能。但是当器件的特征尺寸进一步下降时，即使采用后栅工艺，常规的MOS场效应管的结构也已经无法满足对器件性能的需求，鳍式场效应晶体管(Fin FET)作为一种多栅器件得到了广泛的关注。

同时，随着集成电路领域器件尺寸的不断减小，硅材料逐渐接近其加工的极限。半导体业界纷纷提出超越硅技术(Beyond Silicon)，其中具有较大开发潜力的石墨烯受到广泛的关注。石墨烯(Graphene)是一种单层蜂窝晶体点阵上的碳原子组成的二维晶体，单层石墨烯的厚度约为0.35纳米。实验证明，石墨烯不仅具有非常出色的力学性能和热稳定性，还具有出色的电学性能，例如0.4μm左右的弹道输运特性，高载流子迁移率，室温下的量子霍尔效应等等。石墨烯优越的电学性能使发展石墨烯基的晶体管和集成电路成为可能，并有可能取代硅成为新一代的主流半导体材料。

使用石墨烯材料作为鳍式场效应晶体管的沟道材料能够进一步提高鳍式场效应晶体管的性能，所以，如何形成高质量的石墨烯材料应用于鳍式场效应晶体管，以提高鳍式场效应晶体管的性能，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种场效应晶体管及其形成方法，提高鳍式场效应晶体管的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成鳍部；在所述鳍部和半导体衬底表面形成含碳半导体层；在所述含碳半导体层表面形成石墨烯层；对所述石墨烯层进行表面修复处理，消除所述石墨烯层的缺陷；在部分所述石墨烯层表面形成隔离层，所述隔离层表面低于鳍部的顶部表面；在所述石墨烯层表面形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖位于鳍部顶部及侧壁上的部分石墨烯层。

可选的，所述含碳半导体层的材料为SiC。

可选的，形成所述石墨烯层的方法包括：对所述含碳半导体层进行退火，使所述含碳半导体层表面部分厚度内的硅原子逸出，剩余碳原子形成石墨烯层，所述退火在真空或Ar氛围下进行，压强为10mbar～900mbar，温度为1500℃～2000℃，时间为10min～20min。

可选的，表面修复处理的方法包括：将所述石墨烯层浸没于氢氟酸溶液中，然后取出，用去离子水清洗，所述氢氟酸溶液的质量浓度为0.5％～2％，浸没时间为10s～30s。

可选的，还包括：在进行表面修复处理后，对所述石墨烯层进行氢化处理。

可选的，所述氢化处理的方法包括：在H₂氛围下进行退火，退火温度为600℃～1000℃，时间为30min～200min。

可选的，所述氢化处理为等离子体氢化工艺。

可选的，所述栅极结构包括栅介质层和位于栅介质层表面的栅极。

可选的，形成所述隔离层和栅极结构的方法包括：在所述石墨烯层表面形成栅介质层；然后在所述栅介质层表面形成隔离层；再在所述隔离层、栅介质层表面形成横跨所述鳍部的栅极。

可选的，所述隔离层的材料为氧化硅，所述栅介质层的材料为氧化铝、氧化铪、氧化锆或硅氧化铪，所述栅极的材料为铝、钨、钛、氮化钛或铂。

可选的，所述石墨烯层为单层或者双层的石墨烯结构。

为解决上述问题，本发明的技术方案还提供一种采用上述方法形成的鳍式场效应晶体管，包括：半导体衬底；位于半导体衬底上的鳍部；位于所述鳍部和半导体衬底表面的含碳半导体层；位于所述含碳半导体层表面的石墨烯层；位于部分石墨烯层上的隔离层，所述隔离层表面低于鳍部的顶部表面；位于所述石墨烯层表面的横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖位于鳍部顶部及侧壁上的部分石墨烯层。

可选的，所述含碳半导体层的材料为SiC。

可选的，所述石墨烯层为氢化石墨烯层。

可选的，所述栅介质层位于石墨烯层的表面，所述隔离层位于栅介质层表面，所述栅极位于隔离层、栅介质层的表面。

可选的，所述石墨烯层为单层或者双层的石墨烯结构。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的鳍式场效应晶体管的形成方法中，在半导体衬底上形成鳍部之后，在鳍部表面形成含碳半导体层，在所述含碳半导体层表面形成石墨烯层，然后对所述石墨烯层，进行修复处理，消除所述石墨烯层的缺陷，从而进一步提高所述石墨烯层的载流子迁移率。再在所述石墨烯层表面形成隔离层和栅极结构，形成鳍式场效应晶体管。由于所述鳍式场效应晶体管采用石墨烯层作为沟道材料，从而可以提高沟道区域的载流子迁移率，提高形成的鳍式场效应晶体管的性能。

进一步的，在对所述石墨烯层进行修复处理之后，进一步对所述石墨烯层进行氢化处理，使石墨烯层的性能从金属性向半导体性转变，从而可以提高形成的晶体管的性能。所述H原子会与石墨烯层内的碳原子之间形成C-H化学键，氢化后的C-C原子轨道由sp²杂化转化为sp³杂化，引起费米能级的迁移，从而使禁带宽度增大。可以通过控制石墨烯层的氢化程度，调整所述石墨烯层的禁带宽度，从而调整鳍式场效应晶体管的场效应特性和阈值电压，使其满足晶体管的要求。

进一步的，在形成所述隔离层以及栅极结构过程中，首先在石墨烯层表面形成栅介质层之后，再在所述栅介质层表面形成隔离层，然后在隔离层和栅介质层表面形成栅极。首先在所述石墨烯层表面形成栅介质层，可以对所述石墨烯层起到保护作用，避免在形成隔离层的过程中，对石墨烯层造成损伤，影响所述石墨烯层的性能。

本发明的鳍式场效应晶体管包括：半导体衬底，位于半导体衬底表面的鳍部，在所述鳍部和半导体衬底表面的含碳半导体层；位于含碳半导体层表面的石墨烯层；位于石墨烯层表面的隔离层；位于所述石墨烯层上的横跨所述鳍部的栅极结构。所述鳍式场效应晶体管采用石墨烯层作为沟道材料，能够有效提高鳍式场效应晶体管的载流子迁移率，从而提高所述鳍式场效应晶体管的性能。

进一步的，所述石墨烯层为氢化石墨烯层，所述石墨烯层的C原子与H原子形成C-H键，使得所述石墨烯层具有一定的禁带宽度，能够调整鳍式场效应晶体管的场效应特性和阈值电压。

附图说明

图1至图8是本发明的实施例的鳍式场效应晶体管的形成过程的结构示意图。

具体实施方式

如背景技术中所述，现有采用石墨烯作为沟道材料形成的鳍式场效应晶体管的性能有待进一步的提高。

目前在鳍部上形成的石墨烯层的质量较差，石墨烯层表面的原子无序性较高，石墨烯层内的缺陷较多，导致所述石墨烯层内的载流子的迁移率下降，从而影响形成的鳍式场效应晶体管的性能。

本发明的实施例中，以含碳的半导体层作为基底形成石墨烯层，并且对所述石墨西层进行表面处理，消除所述石墨烯层的缺陷，再在所述石墨烯层表面形成栅极结构，可以提高所述石墨烯层的质量，提高形成的鳍式场效应晶体管的性能。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

请参考图1，提供半导体衬底100，在所述半导体衬底100上形成鳍部101。

所述半导体衬底100的材料包括硅、锗、锗化硅、砷化镓等半导体材料，所述半导体衬底100可以是体材料也可以是复合结构如绝缘体上硅。本领域的技术人员可以根据半导体衬底100上形成的半导体器件选择所述半导体衬底100的类型，因此所述半导体衬底的类型不应限制本发明的保护范围。本实施例中，所述半导体衬底100为单晶硅衬底。

本实施例中，在所述半导体衬底100上形成外延层之后，刻蚀所述外延层，在所述半导体衬底100表面形成鳍部101。在本发明的其他实施例中，也可以直接刻蚀所述半导体衬底100，形成所述鳍部101。

请参考图2，在所述鳍部101和半导体衬底100表面形成含碳半导体层200。

本实施例中，所述含碳半导体层200的材料为SiC，用于为后续形成石墨烯层提供基底和材料。

可以采用化学气相沉积工艺形成所述含碳半导体层200，本实施例中，所述化学气相沉积工艺采用的反应气体包括硅源气体和碳源气体，所述硅源气体为SiH₄或SiH₂Cl₂，碳源气体为CH₄，所述反应气体还包括H₂，所述碳源气体、硅源气体的气体流量为1sccm～1000sccm，H₂的流量为0.1slm～50slm，所述化学气相沉积工艺的温度为500℃～800℃，压强为1Torr～100Torr。

在本发明的其他实施例中，所述含碳半导体层200还可以是其他材料，例如GeC、GeSiC等。

请参考图3，在所述含碳半导体层200表面形成石墨烯层201。

本实施例中，采用高温退火工艺使所述含碳半导体层200靠近表面的部分厚度的含碳半导体层200发生热分解，所述高温退火的温度需要达到SiC的分解温度以上，在退火过程中，Si原子从含碳半导体层200表面逸出，而C原子则保留在所述含碳半导体层200表面，在高温作用下，重新排列形成石墨烯层201。所述石墨烯层201的形成质量与所述退火工艺的压强相关，压强越大，Si原子从含碳半导体层200表面逸出的速率较低，Si逸出后容易受到退火环境中的气体分子的碰撞，回到所述含碳半导体层200内，所以，压强较大的情况下，石墨烯层201的形成速率较低，碳原子在退火过程中，形成石墨烯结构的速度较慢，从而使得碳原子都能移动到晶格位置上，形成较高质量的石墨烯层201。而所述压强也不能过大，否则，Si原子无法从含碳半导体层200的表面逸出，从而无法形成石墨烯层。

本实施例中，形成所述石墨烯层201的方法包括：对所述含碳半导体层200进行退火，使所述含碳半导体层200表面部分厚度内的硅原子逸出，剩余碳原子形成石墨烯层201，所述退火在真空或Ar氛围下进行，压强为10mbar～900mbar，温度为1500℃～2000℃，时间为10min～20min。随着石墨烯层201厚度增加，石墨烯层201下层的Si原子受到上层C原子的阻挡作用，很难再从含碳半导体层200内逸出，从而无法使得石墨烯层201的厚度进一步的增加。本实施例中，所述石墨烯层201具有单层或双层的石墨烯结构。根据具体实施例的要求，可以通过对退火时间的控制，形成两层或两层以上的石墨烯结构。

通过热分解工艺直接在所述含碳半导体层200表面形成所述石墨烯层201，所述形成过程步骤简单，成本较低，并且，所述石墨烯层201与含碳半导体衬底200之间的界面质量较好，后续所述石墨烯层201作为鳍式场效应晶体管的沟道区材料，能够提高形成的鳍式场效应晶体管的性能。

在本发明的其他实施例中，还可以采用其他沉积工艺，例如化学气相沉积工艺、氧化分散还原法等工艺，在所述含碳半导体层200表面形成所述石墨烯层201。

请参考图4，对所述石墨烯层201(请参考图3)进行表面修复处理，消除所述石墨烯层201的缺陷，形成修复后的石墨烯层201a。

本实施例中，所述表面修复处理的方法包括：将所述石墨烯层201连同整个半导体衬底100浸没于氢氟酸溶液中一段时间，然后取出，用去离子水清洗，所述氢氟酸溶液的质量浓度为0.5％～2％，浸没时间为10s～30s。

所述氢氟酸溶液能够去除石墨烯层201表面的杂质，并且，降低所述石墨烯层201的无序势能(disorder potential)，并且对石墨烯层201的表面进行修复，从而减少所述石墨烯层201的缺陷，减少载流子在所述石墨烯层201内传输时受到的缺陷的散射作用，从而可以进一步提高所述石墨烯层201内的载流子的迁移率。

本实施例中，所述氢氟酸溶液的质量浓度为0.5％～2％，浸没时间为10s～30s，所述氢氟酸的浓度较小，浸没时间较小，可以避免对石墨烯层201造成腐蚀。

请参考图5，在进行表面修复处理后，对所述石墨烯层201a(请参考图4)进行氢化处理，形成氢化石墨烯层201b。

本征石墨烯的禁带宽度几乎为零，在作为晶体管的沟道材料时，需要通过施加电压改变所述石墨烯层电导率，从而实现场效应晶体管的功能。但是，采用本征石墨烯作为沟道材料形成的晶体管的性能较低，噪音较大。

本实施例中，对所述石墨烯层201b进行氢化处理，使石墨烯层201b的性能从金属性向半导体性转变，从而可以提高形成的晶体管的性能。

本实施例中，所述氢化处理的方法包括：在H₂氛围下进行退火，退火温度为600℃～1000℃，时间为30min～200min。

所述H原子会与石墨烯层201a内的碳原子之间形成C-H化学键，氢化后的C-C原子轨道由sp²杂化转化为sp³杂化，引起费米能级的迁移，从而使禁带宽度增大。所述氢化后的石墨烯层201b的禁带宽度大小与石墨烯层201b的氢化程度相关，氢原子覆盖率越高，石墨烯层201b的氢化程度越高，所述石墨烯层201b的禁带宽度越大；氢原子覆盖率越低，石墨烯层201b的氢化程度越低，所述石墨烯层201b的禁带宽度越小。从而可以通过控制石墨烯层201b的氢化程度，调整所述石墨烯层201b的禁带宽度，从而调整鳍式场效应晶体管的场效应特性和阈值电压，使其满足晶体管的要求。本实施例中，可以通过退火时间，控制所述石墨烯层201b的氢化程度。

在本发明的其他实施例中，也可以通过其他方式对所述石墨烯层201a进行氢化处理，例如所述氢化处理还可以是等离子体氢化工艺等，通过对H₂进行等离子体化，提高H原子的反应活性，使得位于H等离子体环境下的石墨烯层201a的碳原子与H结合形成C-H键。

更进一步的，由于所述石墨烯层201a位于含碳半导体层200表面，本实施例中，所述含碳半导体层200的材料为SiC，所述石墨烯层201a的C原子容易与其下层的SiC层之间形成Si-C键，从而影响所述石墨烯层201a的载流子迁移率。在对所述石墨烯层201a进行氢化处理，形成氢化石墨烯层201b的过程中，所述H原子还能够与SiC层表面的Si原子结合形成Si-H键，使石墨烯层201b与含碳半导体层200之间不再形成化学键，从而提高所述石墨烯层201b的载流子迁移率。

在本发明的其他实施例中，也可以在形成修复后的石墨烯层201a之后，不进行所述氢化处理，直接在所述石墨烯层201a上形成栅极结构。

请参考图6，在所述石墨烯层201b表面形成栅介质层301。

可以采用原子层沉积工艺、化学气相沉积工艺等形成所述栅介质层301。所述栅介质层301的材料可以是氧化铝、氧化铪、氧化锆或硅氧化铪等。本实施例中，所述栅介质层301的材料为氧化铝。

请参考图7，在部分所述栅介质层301表面形成隔离层300，所述隔离层300的表面低于鳍部101的顶部表面。

所述隔离层300的形成方法包括：在所述栅介质层301表面形成隔离材料，所述隔离材料表面高于鳍部101顶部的栅介质层301表面；以所述栅介质层301作为停止层，对所述隔离材料进行平坦化，形成隔离材料层，所述隔离材料层的表面与鳍部101顶部上的栅介质层301的表面齐平；对所述隔离材料层进行回刻蚀，形成隔离层300，使所述隔离层300的表面低于鳍部101的顶部表面，暴露出部分鳍部101顶部以及侧壁上的栅介质层301。可以通过干法刻蚀工艺回刻蚀所述隔离材料层。本实施例中，所述隔离层300的材料为氧化硅。在本发明的其他实施例中，所述隔离层300的材料还可以是碳氧化硅或多孔氧化硅等绝缘介质材料。

本实施例中，先在所述石墨烯层201b的表面形成栅介质层301之后，再形成所述隔离层300，所述栅介质层301可以在形成隔离层300的过程中，保护所述石墨烯层201b的表面，避免在回刻蚀隔离材料层，形成隔离层300的过程中，对石墨烯层201b的表面造成损伤。

在本发明的其他实施例中，也可以先在所述石墨烯层201b表面形成隔离层300之后，再在所述隔离层300表面以及石墨烯层201b表面形成栅介质层301。

请参考图8，在所述隔离层300、栅介质层301表面形成横跨所述鳍部101的栅极302。

所述栅极302覆盖位于鳍部101顶部及侧壁上的部分栅介质层301。

可以在所述隔离层300、栅介质层301表面形成栅极材料层之后，对所述栅极材料层进行图形化，形成所述栅极302，所述栅极302的材料为铝、钨、钛、氮化钛或铂。所述栅极302及其下方的栅介质层301构成鳍式场效应晶体管的栅极结构，所述栅极结构覆盖位于鳍部顶部及侧壁上的部分石墨烯层201b。

后续还可以对栅极302两侧的石墨烯层201b以及鳍部101进行N型或P型离子注入，形成鳍式场效应晶体管的源极和漏极。

本实施例中，在鳍部表面形成含碳半导体层之后，在所述含碳半导体层表面形成石墨烯层，对所述石墨烯层进行修复处理，消除所述石墨烯层的缺陷，提高所述石墨烯层的载流子迁移率，然后，还可以对所述石墨烯层进行氢化处理，调整所述石墨烯层的禁带宽度，然后再在所述石墨烯层表面形成栅极结构，所述石墨烯层作为鳍式场效应晶体管的沟道材料，能够提高鳍式场效应晶体管的性能。

本发明的实施例还提供一种采用上述方法形成的鳍式场效应晶体管。

请参考图8，所述鳍式场效应晶体管包括：半导体衬底100；位于半导体衬底100上的鳍部101；位于所述鳍部101和半导体衬底100表面的含碳半导体层200；位于所述含碳半导体层200表面的石墨烯层201b；位于部分石墨烯层201b上的隔离层300，所述隔离层300表面低于鳍部101的顶部表面；位于表面所述石墨烯层201b表面的横跨所述鳍部100的栅极结构，所述栅极结构覆盖位于鳍部顶部及侧壁上的部分石墨烯层201b。

本实施例中，所述含碳半导体层300的材料为SiC。

所述栅极结构包括栅介质层301和位于栅介质层301表面的栅极302。

本实施例中，所述栅介质层301位于石墨烯层201b的表面，所述隔离层300位于栅介质层301表面，所述栅极302位于隔离层300、栅介质层301的表面。

所述隔离层300的材料为氧化硅，所述栅介质层301的材料为氧化铝、氧化铪、氧化锆或硅氧化铪，所述栅极302的材料为铝、钨、钛、氮化钛或铂。

所述石墨烯层201b为单层或者双层的石墨烯结构。

本实施例中，所述石墨烯层201b为氢化石墨烯层，所述石墨烯层201b的C原子与H原子形成C-H键，使得所述石墨烯层201b具有一定的禁带宽度，能够调整鳍式场效应晶体管的场效应特性和阈值电压。

采用石墨烯层201b作为鳍式场效应晶体管的沟道材料能够有效提高鳍式场效应晶体管的性能。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims

1.一种鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成鳍部；

在所述鳍部和半导体衬底表面形成含碳半导体层；

在所述含碳半导体层表面形成石墨烯层；

对所述石墨烯层进行表面修复处理，消除所述石墨烯层的缺陷；表面修复处理的方法包括：将所述石墨烯层浸没于氢氟酸溶液中，然后取出，用去离子水清洗；

在部分所述石墨烯层上形成隔离层，所述隔离层表面低于鳍部的顶部表面；

在所述石墨烯层表面形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖位于鳍部顶部及侧壁上的部分石墨烯层。

2.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述含碳半导体层的材料为SiC。

3.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，形成所述石墨烯层的方法包括：对所述含碳半导体层进行退火，使所述含碳半导体层表面部分厚度内的硅原子逸出，剩余碳原子形成石墨烯层，所述退火在真空或Ar氛围下进行，压强为10mbar～900mbar，温度为1500℃～2000℃，时间为10min～20min。

4.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述氢氟酸溶液的质量浓度为0.5％～2％，浸没时间为10s～30s。

5.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，还包括：在进行表面修复处理后，对所述石墨烯层进行氢化处理。

6.根据权利要求5所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述氢化处理的方法包括：在H₂氛围下进行退火，退火温度为600℃～1000℃，时间为30min～200min。

7.根据权利要求5所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述氢化处理为等离子体氢化工艺。

8.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅极结构包括栅介质层和位于栅介质层表面的栅极。

9.根据权利要求8所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，形成所述隔离层和栅极结构的方法包括：在所述石墨烯层表面形成栅介质层；然后在所述栅介质层表面形成隔离层；再在所述隔离层、栅介质层表面形成横跨所述鳍部的栅极。

10.根据权利要求9所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述隔离层的材料为氧化硅，所述栅介质层的材料为氧化铝、氧化铪、氧化锆或硅氧化铪，所述栅极的材料为铝、钨、钛、氮化钛或铂。

11.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述石墨烯层为单层或者双层的石墨烯结构。

12.一种鳍式场效应晶体管，其特征在于，包括：

半导体衬底；

位于半导体衬底上的鳍部；

位于所述鳍部和半导体衬底表面的含碳半导体层；

位于所述含碳半导体层表面的石墨烯层；

位于部分石墨烯层上的隔离层，所述隔离层表面低于鳍部的顶部表面；

位于所述石墨烯层表面的横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖位于鳍部顶部及侧壁上的部分石墨烯层；

所述鳍式场效应晶体管采用如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法来形成。

13.根据权利要求12所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述含碳半导体层的材料为SiC。

14.根据权利要求12所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述石墨烯层为氢化石墨烯层。

15.根据权利要求12所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述栅极结构包括栅介质层和位于栅介质层表面的栅极。

16.根据权利要求15所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述栅介质层位于石墨烯层的表面，所述隔离层位于栅介质层表面，所述栅极位于隔离层、栅介质层的表面。

17.根据权利要求16所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述隔离层的材料为氧化硅，所述栅介质层的材料为氧化铝、氧化铪、氧化锆或硅氧化铪，所述栅极的材料为铝、钨、钛、氮化钛或铂。

18.根据权利要求12所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述石墨烯层为单层或者双层的石墨烯结构。