[發(fā)明專利]二維電子材料單臂梁器件及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210331607.9
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN102935993A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖柯;呂宏鳴;伍曉明;錢鶴;吳華強
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學
• 主分類號: B81B3/00
• 分類號: B81B3/00;B81C1/00
• 代理公司: 北京市惠誠律師事務(wù)所 11353
• 代理人: 雷志剛;潘士霖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電子技術(shù)，特別是涉及一種二維電子材料單臂梁器件及其制備方法。

背景技術(shù)

二維電子材料，如石墨烯（Graphene）是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，是世上最薄卻也是機械強度最高的納米材料。石墨烯中各碳原子之間的連接非常柔韌，當施加外部力時，碳原子面就彎曲變形，從而使碳原子不必重新排列來適應外力，也就保持了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

基于石墨烯優(yōu)異的機械、電學等性能，石墨烯在微電子領(lǐng)域的應用引起人們普遍的興趣。如何合理設(shè)計電子器件的結(jié)構(gòu)、以及如何改善工藝來減少如石墨烯等二維電子材料損壞和性能下降等問題，成為當今研究的熱點問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種二維電子材料單臂梁器件及其制備方法，用以簡化制備工藝，提高單臂梁器件的性能。

一方面，本發(fā)明提供了一種二維電子材料單臂梁器件，包括：

襯底；

所述襯底上形成有第一金屬電極圖形；

所述襯底和第一金屬電極圖形上形成有介質(zhì)層，所述介質(zhì)層形成有第一通孔圖形；

所述介質(zhì)層上形成有第二金屬電極圖形，所述第二金屬電極圖形中的第二金屬電極未覆蓋所述第一通孔圖形中的第一通孔；

所述第二金屬電極圖形上形成有二維電子材料圖形，其中，所述二維電子材料圖形中的二維電子材料層部分覆蓋位于所述第一通孔一側(cè)的第二金屬電極上、且部分懸空于該第一通孔中；

所述二維電子材料圖形和所述第二金屬電極圖形上還形成有歐姆接觸層圖形，所述歐姆接觸層圖形中的歐姆接觸層覆蓋在二維電子材料層與第二金屬電極重疊部位的上方、且該歐姆接觸層與該第二金屬電極接觸。

另一方面，本發(fā)明還提供了一種二維電子材料單臂梁器件的制備方法，包括：

步驟101：在襯底上形成第一金屬電極圖形；

步驟102：在所述襯底和所述第一金屬電極圖形上形成介質(zhì)層，并通過光刻工藝對所述介質(zhì)層進行圖形化處理，以得到第一通孔圖形；

步驟103：在所述介質(zhì)層上形成第二金屬電極圖形，所述第二金屬電極圖形中的第二金屬電極未覆蓋所述第一通孔圖形中的第一通孔；

步驟104：在所述第二金屬電極圖形上形成二維電子材料圖形，其中，所述二維電子材料圖形中的二維電子材料層部分覆蓋位于所述第一通孔一側(cè)的第二金屬電極上、且部分懸空于該第一通孔中；

步驟105：在所述二維電子材料圖形和所述第二金屬電極圖形上形成歐姆接觸層圖形，所述歐姆接觸層圖形中的歐姆接觸層覆蓋在二維電子材料層與第二金屬電極重疊部位的上方、且該歐姆接觸層與該第二金屬電極接觸。

本發(fā)明提供的二維電子材料單臂梁器件及其制備方法，器件制備過程工藝簡單，由于在如金屬電極制備之后如兩金屬電極制備之后才制備二維電子材料層，因此，可減少對二維電子材料可能造成損傷的工序，降低二維電子材料受損的幾率，進而提高了器件性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例一提供的石墨烯單臂梁器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例二提供的石墨烯單臂梁器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例三提供的石墨烯單臂梁器件的制備方法流程圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的制備襯底的工藝結(jié)構(gòu)示例；

圖5a-圖5b為本發(fā)明實施例提供的制備第一金屬電極層的工藝結(jié)構(gòu)示例；

圖6a-圖6b為本發(fā)明實施例提供的制備介質(zhì)層及通孔的工藝結(jié)構(gòu)示例；

圖7a-圖7b為本發(fā)明實施例提供的制備第二金屬電極層的工藝結(jié)構(gòu)示例；

圖8a-圖8b為本發(fā)明實施例提供的制備石墨烯層的工藝結(jié)構(gòu)示例；

圖9a-圖9b為本發(fā)明實施例提供的制備歐姆接觸層的工藝結(jié)構(gòu)示例；

圖10為本發(fā)明實施例提供的在介質(zhì)層形成第一通孔圖形和第二通孔圖形的工藝結(jié)構(gòu)示例；

圖11為本發(fā)明實施例提供的形成包括金屬墊的石墨烯單臂梁器件的結(jié)構(gòu)示例。

附圖標記：

11-襯底；????????????111-硅襯底；?????????????112-二氧化硅；

12-第一金屬電極；????121-第一金屬電極層；?????13-介質(zhì)層；