CN105931966A - 无损伤无污染的石墨烯器件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无损伤无污染的石墨烯器件的制造方法，涉及半导体技术领域。本发明包括以下步骤：一、在衬底上形成源极、栅极、漏极；二、在带有电极的衬底上生长所需的介质材料；三、在步骤二上生长石墨烯。本发明是先制作石墨烯器件工艺中所需的电极、介质等，最后生长石墨烯材料，形成石墨烯器件，避免了石墨烯材料在器件加工过程中受损和污染，提高石墨烯器件的性能。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体是一种无损伤无污染的石墨烯器件的制造方法。
背景技术
石墨烯是一种具有理想二维晶体结构的碳质新材料，是目前已知导电性能最出色的材料，其饱和漂移速度为5.5×107 cm/s，载流子迁移率大于200,000 cm2/Vs，适用于制作超高频器件。然而石墨烯特殊的二维晶体结构，在器件加工过程中，石墨烯易于受到损伤和沾污，从而对石墨烯材料造成掺杂和污染，进而影响石墨烯器件的性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无损伤无污染的石墨烯器件的制造方法，先制作石墨烯器件所需的电极、介质等，最后生长石墨烯材料，形成石墨烯器件，从而避免了石墨烯材料在器件加工过程中受损和污染，提高石墨烯器件的性能。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种无损伤无污染的石墨烯器件的制造方法，包括以下步骤：
一、在衬底上形成电极；
二、在带有电极的衬底上生长所需的介质材料；
三、最后生长石墨烯，制得石墨烯器件。
步骤一中，电极的栅极嵌入衬底内；或电极的栅极在衬底之上。
步骤二中介质材料生长在栅极上。
步骤一中的衬底为SiC、SiO2、Si、sapphire、BN、金刚石、玻璃中的一种。
步骤三中采用CVD法生长石墨烯。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明先制作石墨烯器件工艺中所需的电极、介质等，最后生长石墨烯材料，形成石墨烯器件，避免了石墨烯材料在器件加工过程中受损和污染，提高石墨烯器件的性能。
附图说明
图1是本发明实施例一中的步骤一的结构图；
图2是本发明实施例一中的步骤二的结构图；
图3是本发明实施例一中的步骤三的结构图；
图4是本发明实施例二中的步骤一的结构图；
图5是本发明实施例二中的步骤二的结构图；
图6是本发明实施例二中的步骤三的结构图；
图中：1、衬底；2、源极；3、漏极；4、栅极；5、介质材料；6、石墨烯。
具体实施方式
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。
实施例一
本发明提供一种无损伤无污染的石墨烯器件的制造方法，包括以下步骤：
一、在衬底1上形成金属电极的源极2、栅极4和漏极3，如图1；其中，衬底1为SiC、SiO2、Si、sapphire、BN、金刚石、玻璃等中的一种，电极为Au、Ni等。
二、在带有电极的衬底1上生长所需的介质材料5，如图2；其中，介质材料5为SiO2、Al2O3、SiN、以及现有的介质材料5中的任一种均可；形成的介质材料5的厚度一般为10μm-0.1nm。
三、在步骤二上采用CVD法生长石墨烯6，如图3,石墨烯6的层数为1-10层。
步骤一中，电极的栅极4在衬底1的凹槽内形成。
步骤二中介质材料5生长在电极的栅极4上。
实施例二
实施例二与实施例一的不同之处是栅极4在衬底1之上形成，如图4-图6所示。
本发明是先在衬底上制作石墨烯器件工艺中所需的电极、介质、金属连线等，最后生长石墨烯材料，形成石墨烯器件，避免了石墨烯材料在器件加工过程中受损和污染，提高石墨烯器件的性能。
本发明的制造方法是：首先在衬底上形成器件电极，如图1和图4所示；接着在带有电极的衬底上生长所需的介质材料5，及所需的金属连线，如图2或图5所示；最后生长石墨烯6，如图3和图6所示。
对于步骤二进一步详细描述：采用CVD法生长石墨烯，则衬底上有金属的地方就会生长出石墨烯，且在围绕金属周边小于10um处，也会生长出石墨烯材料，并且与金属相连。对于石墨烯器件来说，源漏之间一般小于10um，而器件与器件之间的距离远大于10um，因此可以形成有效的器件沟道区和有效的器件隔离区。
Claims (5)
1.一种无损伤无污染的石墨烯器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、在衬底（1）上形成电极；
二、在带有电极的衬底（1）上生长介质材料（5)；
三、最后生长石墨烯(6)，制得石墨烯器件。
2.根据权利要求1所述的无损伤无污染的石墨烯器件的制造方法，其特征在于，步骤一中，电极的栅极（4）嵌入衬底（1）内；或电极的栅极（4）在衬底（1）之上。
3.根据权利要求2所述的无损伤无污染的石墨烯器件的制造方法，其特征在于，步骤二中介质材料（5)生长在栅极（4）上。
4.根据权利要求1所述的无损伤无污染的石墨烯器件的制造方法，其特征在于，步骤一中的衬底（1）为SiC、SiO2、Si、sapphire、BN、金刚石、玻璃中的一种。
5.根据权利要求1所述的无损伤无污染的石墨烯器件的制造方法，其特征在于，步骤三中采用CVD法生长石墨烯(6)。
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| KR20140106263A (ko) * | 2013-02-26 | 2014-09-03 | 서울대학교산학협력단 | 그래핀 소자 및 그의 제조방법 |
| JP2015031666A (ja) * | 2013-08-06 | 2015-02-16 | 日本電信電話株式会社 | センサ素子 |
| CN105304703A (zh) * | 2015-11-19 | 2016-02-03 | 浙江大学 | 基于石墨烯/硅的接触势垒场效应管及其制备方法 |
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