JP2012222358A - グラフェン電子素子及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ゲート電極として作用する導電性基板と、基板上に配置されたゲートオキサイドと、ゲートオキサイド上で互いに離隔された一対の第1金属と、第1金属上で、第1金属の間に延びたグラフェンチャネル層と、グラフェンチャネル層の両端にそれぞれ配置されたソース電極及びドレイン電極と、を備えるグラフェン電子素子である。
【選択図】図1
Description
110,210 シリコン基板
112,250 ゲートオキサイド
122,124,222,224 第1金属
130,230 グラフェンチャネル層
142,242 ソース電極
144,244 ドレイン電極
212 絶縁層
260 ゲート電極
Claims (26)
- ゲート電極として作用する導電性基板と、
前記基板上に配置されたゲートオキサイドと、
前記ゲートオキサイド上で互いに離隔された一対の第1金属と、
前記第1金属上で、前記第1金属の間に延びたグラフェンチャネル層と、
前記グラフェンチャネル層の両端にそれぞれ配置されたソース電極及びドレイン電極と、を備えることを特徴とするグラフェン電子素子。 - 前記ソース電極及びドレイン電極は、金(Au)でもって形成されたことを特徴とする請求項1に記載のグラフェン電子素子。
- 前記ソース電極及びドレイン電極の厚さは、10nmないし1000nmであることを特徴とする請求項1に記載のグラフェン電子素子。
- 前記グラフェンチャネル層は、単層または二層のグラフェンからなることを特徴とする請求項1に記載のグラフェン電子素子。
- 前記第1金属は、二重金属層であることを特徴とする請求項1に記載のグラフェン電子素子。
- 前記第1金属は、Cu/NiまたはAu/Ni層であることを特徴とする請求項5に記載のグラフェン電子素子。
- 基板と、
前記基板上で互いに離隔された一対の第1金属と、
前記第1金属上で、前記第1金属の間に延びたグラフェンチャネル層と、
前記グラフェンチャネル層の両端にそれぞれ配置されたソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極及びドレイン電極に露出された前記グラフェンチャネル層を覆うゲートオキサイドと、
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間で、前記チャネル層上に形成されたゲート電極と、を備えることを特徴とするグラフェン電子素子。 - 前記ソース電極及びドレイン電極は、金(Au)でもって形成されたことを特徴とする請求項7に記載のグラフェン電子素子。
- 前記ソース電極及びドレイン電極の厚さは、10nmないし1000nmであることを特徴とする請求項7に記載のグラフェン電子素子。
- 前記グラフェンチャネル層は、単層または二層のグラフェンからなることを特徴とする請求項7に記載のグラフェン電子素子。
- 前記第1金属は、二重金属層であることを特徴とする請求項7に記載のグラフェン電子素子。
- 前記第1金属は、Cu/NiまたはAu/Ni層であることを特徴とする請求項11に記載のグラフェン電子素子。
- ゲート電極として作用する導電性基板上にゲートオキサイドを形成するステップと、
前記ゲートオキサイド上に触媒層である第1金属層を形成するステップと、
前記第1金属層上にグラフェン層を形成するステップと、
前記グラフェン層上に金属保護層を形成するステップと、
前記金属保護層、前記グラフェン層、及び前記第1金属層を、第1感光剤パターンでもって順次にパターニングするステップと、
第2感光剤パターンでもって、前記金属保護層及び前記第1金属層をウェットエッチングして、チャネル層形成領域にグラフェン層を露出させるステップと、を含むことを特徴とするグラフェン電子素子の製造方法。 - 前記第1金属層は、二つの金属層からなることを特徴とする請求項13に記載のグラフェン電子素子の製造方法。
- 前記第1金属層は、Cu/NiまたはAu/Ni層であることを特徴とする請求項14に記載のグラフェン電子素子の製造方法。
- 前記グラフェン層形成ステップは、ICP−CVD(inductively coupled plasma-chemical vapor deposition)法により、約550ないし650℃で蒸着することを特徴とする請求項13に記載のグラフェン電子素子の製造方法。
- 前記金属保護層は、金(Au)でもって形成することを特徴とする請求項13に記載のグラフェン電子素子の製造方法。
- 前記金属保護層は、10nmないし1000nmの厚さに蒸着することを特徴とする請求項17に記載のグラフェン電子素子の製造方法。
- 前記第2感光剤パターンでもってエッチングされた金属保護層は、ソース電極及びドレイン電極であり、
前記グラフェン電子素子は、電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項18に記載のグラフェン電子素子の製造方法。 - 基板上に触媒層である第1金属層を形成するステップと、
前記第1金属層上にグラフェン層を形成するステップと、
前記グラフェン層上に金属保護層を形成するステップと、
前記金属保護層、前記グラフェン層、及び前記第1金属層を、第1感光剤パターンでもって順次にパターニングするステップと、
第2感光剤パターンでもって、前記金属保護層及び前記第1金属層をウェットエッチングして、チャネル層形成領域にグラフェン層を露出させるステップと、
前記露出されたグラフェン層を覆うゲートオキサイドを形成するステップと、
前記ゲートオキサイド上にゲート電極を形成するステップと、を含むことを特徴とするグラフェン電子素子の製造方法。 - 前記第1金属層は、二つの金属層からなることを特徴とする請求項20に記載のグラフェン電子素子の製造方法。
- 前記第1金属層は、Cu/NiまたはAu/Ni層であることを特徴とする請求項21に記載のグラフェン電子素子の製造方法。
- 前記グラフェン層形成ステップは、ICP−CVD法により、約550ないし650℃で蒸着することを特徴とする請求項20に記載のグラフェン電子素子の製造方法。
- 前記金属保護層は、金(Au)でもって形成することを特徴とする請求項20に記載のグラフェン電子素子の製造方法。
- 前記金属保護層は、10nmないし1000nmの厚さに蒸着することを特徴とする請求項24に記載のグラフェン電子素子の製造方法。
- 前記第2感光剤パターンでもってエッチングされた金属保護層は、ソース電極及びドレイン電極であり、
前記グラフェン電子素子は、電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項25に記載のグラフェン電子素子の製造方法。
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