[發(fā)明專利]一種石墨烯器件及其制造方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010250696.5
• 申請(qǐng)日: 2010-08-11
• 公開（公告）號(hào): CN102376624A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王文武;趙超;陳大鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768;H01L23/52
• 代理公司: 北京市立方律師事務(wù)所 11330
• 代理人: 馬佑平

1.一種石墨烯器件的制造方法，所述方法包括：

提供襯底；

在所述襯底上形成至少包括一層的n型或p型石墨烯層；

在所述石墨烯層上形成柵極區(qū)，所述柵極區(qū)包括金屬電極；

覆蓋未被所述柵極區(qū)覆蓋的石墨烯層以形成層間介質(zhì)層；

在所述層間介質(zhì)層內(nèi)形成石墨烯層的接觸塞，其中所述接觸塞包括位于石墨烯層上的納米級(jí)的催化金屬顆粒及其上的碳納米管。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述接觸塞的步驟包括：在所述層間介質(zhì)層內(nèi)形成暴露石墨烯層的接觸孔；在所述器件的水平表面上形成催化金屬顆粒，其中所述水平表面為與所述襯底表面平行的面；在所述催化金屬顆粒上形成碳納米管；在所述器件及所述碳納米管間形成固化劑層；平坦化所述器件暴露柵極區(qū)，以在接觸孔內(nèi)形成接觸塞。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中形成所述碳納米管的方法包括：化學(xué)氣相沉積方法、電弧放電方法或激光燒灼法。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述固化劑層包括：SOG旋壓玻璃或金屬材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述石墨烯層的步驟包括：在所述襯底上形成石墨烯層；對(duì)所述石墨烯層進(jìn)行表面修飾工藝以獲得n型或p型石墨烯層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述表面修飾工藝包括：元素?fù)诫s、氣體吸附或其組合。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述襯底包括絕緣材料或半導(dǎo)體材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述襯底包括：SiO₂、Si或SiC，或其組合。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，對(duì)于n型器件，所述催化金屬顆粒包括稀土金屬，所述稀土金屬包括：Sc或Y，或其組合。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，對(duì)于p型器件，所述催化金屬顆粒包括：Pd、Co、Ti或Pt，或其組合。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述柵極區(qū)還包括：界面鈍化層和柵介質(zhì)層。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述金屬柵極包括n型金屬柵極或p型金屬柵極，其中所述n型金屬柵包括：Hf、Zr、Ti、Ta、Al、TiN、HfN、TiC、TaC、HfC或其組合，所述p型金屬柵包括：Ru、Pd、Pt、Co、Ni、TiAlN、WCN或其組合。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述接觸塞還包括形成于碳納米管間的固化劑層。

14.一種石墨烯器件，所述器件包括：

襯底；

形成于所述襯底上至少包括一層的n型或p型石墨烯層；

形成于所述石墨烯層上的柵極區(qū)，所述柵極區(qū)包括金屬電極；

形成于未被所述柵極區(qū)覆蓋的石墨烯層上的層間介質(zhì)層；

形成于所述層間介質(zhì)層內(nèi)、石墨烯層上的接觸塞，其中所述接觸塞包括位于石墨烯層上的納米級(jí)的催化金屬顆粒及其上的碳納米管。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的器件，其中所述接觸塞還包括形成于碳納米管間的固化劑層。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的器件，其中所述固化劑層包括：SOG旋壓玻璃或金屬材料。

17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的器件，其中所述襯底包括絕緣材料或半導(dǎo)體材料。

18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的器件，其中所述襯底包括：SiO₂、Si或SiC，或其組合。

19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的器件，其中所述柵極區(qū)還包括：界面鈍化層和柵介質(zhì)層。

20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的器件，對(duì)于n型器件，所述催化金屬顆粒包括稀土金屬，所述稀土金屬包括：Sc或Y，或其組合。

21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的器件，對(duì)于p型器件，所述催化金屬顆粒包括：Pd、Co、Ti或Pt，或其組合。

22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的器件，其中所述金屬柵極包括n型金屬柵極或p型金屬柵極，其中所述n型金屬柵包括：Hf、Zr、Ti、Ta、Al、TiN、HfN、TiC、TaC、HfC或其組合，所述p型金屬柵包括：Ru、Pd、Pt、Co、Ni、TiAlN、WCN或其組合。。