[發(fā)明專利]石墨烯半導體用離子層制備方法和裝置

有效

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• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN103094080A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設計）人: 雷海東
• 申請（專利權）人: 江漢大學
• 主分類號: H01L21/265
• 分類號: H01L21/265;H01J37/32
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 徐立

技術領域

本發(fā)明涉及半導體制備領域，特別涉及一種石墨烯半導體用離子層制備方法和裝置。

背景技術

半導體是現(xiàn)代電子工業(yè)的支柱，它是晶體管、集成電路以及各類電子元件的核心材料。隨著半導體技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的硅、鍺等元素半導體的性能提升空間越來越小。

石墨烯以優(yōu)異的導電性能，廣闊的開發(fā)前景，在半導體技術領域受到越來越多的關注。離子層是石墨烯半導體的一個重要組成部件，通過將注入離子均勻地注入到石墨烯基體模中制成。

發(fā)明內容

為了解決現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明實施例提供了一種石墨烯半導體用離子層制備方法和裝置。所述技術方案如下：

一方面，本發(fā)明實施例提供了一種石墨烯半導體用離子層制備方法，所述方法包括：

用電子轟擊原子，生成離子流；

采用磁偏轉技術除去所述離子流中的部分雜質離子，得到第一次除雜后的所述離子流；

采用與未除去的雜質離子元素相同的同位素物質對所述第一次除雜后的所述離子流進行共振吸收，得到第二次除雜后的所述離子流；

將所述第二次除雜后的所述離子流均勻地注入到石墨烯基體模中。

進一步地，所述將所述第二次除雜后的所述離子流均勻地注入到石墨烯基體模中，包括：

通過控制所述第二次除雜后的所述離子流注入到所述石墨烯基體模時的流量和注入時間，以達到預定注入濃度。

進一步地，所述控制所述第二次除雜后的所述離子流的流量，包括：

利用加速電壓可調的加速電場對所述第二次除雜后的所述離子流加速；

檢測經(jīng)加速后的所述第二次除雜后的所述離子流所帶電流；

將檢測到的電流與預設電流值進行比較；

當所述檢測到的電流小于所述預設電流值時，增大所述加速電壓；當所述檢測到的電流大于所述預設電流值時，減小所述加速電壓。

進一步地，在所述采用磁偏轉技術除去所述離子流中的部分雜質離子之前，所述方法還包括：

將所述離子流制成等離子體。

另一方面，本發(fā)明實施例還提供了一種石墨烯半導體用離子層制備裝置，所述裝置包括：

離子產生模塊，用于用電子轟擊原子，生成離子流；

磁偏轉模塊，用于采用磁偏轉技術除去所述離子流中的部分雜質離子，得到第一次除雜后的所述離子流；

共振吸收模塊，用于采用與未除去的雜質離子元素相同的同位素物質對所述第一次除雜后的所述離子流進行共振吸收，得到第二次除雜后的所述離子流；

離子注入模塊，用于將所述第二次除雜后的所述離子流均勻地注入到石墨烯基體模中；

其中，所述磁偏轉模塊、所述共振吸收模塊位于所述離子產生模塊和所述離子注入模塊之間，且所述磁偏轉模塊、所述共振吸收模塊以及所述離子注入模塊按照離子流的流向順序設置。

其中，所述共振吸收模塊為裝有與所述未除去的雜質離子元素相同的同位素物質的諧振腔。

其中，所述離子注入模塊包括偏轉掃描電路。

進一步地，所述離子注入模塊還包括：

控制單元，用于通過控制所述第二次除雜后的所述離子流注入到所述石墨烯基體模時的流量和注入時間，以達到預定注入濃度。

進一步地，所述控制單元包括：

加速子單元，用于利用加速電壓可調的加速電場對所述第二次除雜后的所述離子流加速；

檢流計，用于檢測經(jīng)加速后的所述第二次除雜后的所述離子流所帶電流；

控制子單元，用于將檢測到的電流與預設電流值進行比較；

當所述檢測到的電流小于所述預設電流值時，增大所述加速電壓；當所述檢測到的電流大于所述預設電流值時，減小所述加速電壓。

進一步地，所述控制單元還包括：

注入使能閥，用于通過開關動作控制注入時間。

本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

通過依次采用磁偏轉技術和共振吸收技術除去離子流中的雜質離子，從而提高了注入離子的純度，使得制成的離子層具有良好的導電性能，提高了石墨烯半導體的整體性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例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，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例一提供的石墨烯半導體用離子層制備方法流程圖；