[發(fā)明專利]用于石墨烯部分的電氣接觸

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510042685.0
• 申請日: 2015-01-28
• 公開（公告）號: CN104810254A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設計）人: R.費爾格;G.魯爾
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/04
• 分類號: H01L21/04;H01L21/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 申屠偉進;徐紅燕

技術領域

本發(fā)明的實施例涉及包括單層石墨烯（graphene）部分的電氣器件。本發(fā)明的進一步的實施例涉及用于制造電氣器件的方法。一些實施例涉及石墨烯接觸。

背景技術

當制造包括石墨烯的電氣器件（例如，晶體管）時，由金屬制成的常規(guī)接觸電極與石墨烯之間的接觸電阻呈現(xiàn)出高值，這可能限制這樣的器件的性能。高接觸電阻可以通過兩種機制來解釋。術語“電氣器件”也意指包括電子器件，諸如晶體管、二極管、光電探測器等。

對于未與石墨烯形成化學鍵的金屬，石墨烯的功函數(shù)（Φ?=?4.6?eV）與實際所有金屬的差異導致費米級的對準和電荷轉移。

對于與石墨烯形成化學鍵的金屬，石墨烯的π-電子與金屬的d-電子之間的交互導致帶隙的形成。

發(fā)明內(nèi)容

在一些實施例中，一種電氣器件包括：單層石墨烯部分，其在橫向方向延伸；多層石墨烯結構，其與所述單層石墨烯部分橫向接觸；以及石墨部分，其與所述多層石墨烯結構的表面接觸。

在其他實施例中，一種電氣器件包括：石墨烯部分，其在橫向方向延伸；以及石墨部分，其被配置為提供針對所述石墨烯部分的橫向接觸。

在再其他實施例中，一種方法包括：在襯底上形成單層石墨烯部分；在所述襯底上形成多層石墨烯結構，所述多層石墨烯結構與所述單層石墨烯部分橫向相鄰并且接觸所述單層石墨烯部分；以及提供接觸所述多層石墨烯結構的表面的石墨部分。

在另外的實施例中，一種方法包括：提供彼此橫向鄰近的第一金屬襯底和第二金屬襯底。所述方法還包括在所述第一金屬襯底的表面或界面處形成單層石墨烯部分；在所述第二金屬襯底的表面或界面處形成多層石墨烯結構；以及在所述多層石墨烯結構的表面處形成石墨部分。

在各種實施例中，一種方法包括：在襯底上形成石墨烯部分；以及在所述襯底上提供與單層石墨烯部分橫向相鄰的石墨部分，來提供針對所述石墨烯部分的橫向接觸。

附圖說明

圖1示出了石墨-鈦接觸的I/U圖；

圖2A示出了在石墨烯的頂部表面/側面形成石墨接觸的不同階段期間電氣器件的示意性橫截面；

圖2B示出了在多層石墨烯結構的頂部表面/側面形成石墨接觸的不同階段期間電氣器件的示意性橫截面，多層石墨烯結構接觸單層石墨烯部分；

圖2C示出了在石墨烯的側面形成橫向石墨接觸的不同階段期間電氣器件的示意性橫截面；

圖2D示出了形成多層石墨烯結構的橫向石墨接觸的不同階段期間電氣器件的示意性橫截面，多層石墨烯結構橫向接觸單層石墨烯部分；

圖3A示出了在石墨烯的底部表面/側面提供石墨接觸的不同階段期間電氣器件的示意性橫截面；

圖3B示出了在多層石墨烯結構的底部表面/側面提供石墨接觸的不同階段期間電氣器件的示意性橫截面；

圖4A和4B圖示了同時沉積的單層石墨烯（圖4A）和多層石墨烯（圖4B）的拉曼光譜（Raman?spectra）；

圖5示出了形成具有到任意襯底上的轉移的單層/多層組合結構的示意性橫截面；

圖6示出了形成具有到任意襯底上的轉移的單層/多層組合結構的示意性橫截面，其中在第一金屬襯底與第二金屬襯底之間提供擴散阻擋層；以及

圖7示出了直接在任意（最后）襯底上形成單層/多層組合結構的示意性橫截面。

在使用附圖進一步詳細討論本發(fā)明的實施例之前，要指出的是，在各圖中，等同元素、具有相同功能或相同效果的元素被提供有相同或類似附圖標記，使得在不同實施例中說明的這些元素及其功能性的描述在不同實施例中是相互可互換的或者可以應用于彼此。

具體實施方式

石墨烯具有多個令人感興趣的電氣和光學屬性，這些屬性自石墨烯的成功隔離在2004年被首次宣布以來引起了熱切的研究。然而，石墨烯與金屬導線之間的相對高的接觸電阻迄今為止仍限制包括作為功能部分的石墨烯的電氣器件的許多設計的性能。

因此，存在針對石墨烯部分的電氣接觸的減小接觸電阻的需要。