[發明專利]一種非損傷石墨烯納米器件的制作方法

在審

• 申請號: 201510329522.0
• 申請日: 2015-06-13
• 公開（公告）號: CN104934301A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 陳宜方;李俊潔;劉建朋;陸冰睿;邵金海
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/027;G03F7/20;B82Y40/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

1.?一種非損傷石墨烯納米器件的制作方法，其特征在于將電子束光刻技術、Stencil光刻、光學光刻技術結合起來，制得叉指電極和pads，具體步驟如下：

（一）極小線寬納米線圖形的劑量測試和氮化硅腐蝕：

（1）在硅襯底上用LPCVD生長氮化硅層，氮化硅層厚度為300-350nm；

（2）在氮化硅層上旋涂PMMA，PMMA厚度為300-350?nm，或600-700nm；

（3）用烘箱烘烤旋涂了PMMA的硅片；

（4）用臺階儀測量PMMA膠厚度，如若達到所需厚度，進入步驟（5），否則返回步驟（2）重新旋涂PMMA；

（5）以上述PMMA為掩蔽層，用電子束直寫曝光，進行劑量測試；

（6）用顯影液IMBK和IPA進行顯影，用異丙醇進行定影，用氮氣吹干硅片；

（7）在光學顯微鏡下初步觀察圖形，若觀察到的圖形與設計版圖上的相差過大，重新旋涂PMMA、電子束曝光、顯影、定影，直到在光學顯微鏡下看到的圖形誤差不大為止；

（8）對曝光圖形進行噴金，進行SEM觀察，尋找最佳劑量，若沒有最佳劑量，重復步驟（2）（3）（5）（6）（7）；若找到最佳劑量，重復步驟（2）（3）（5）（6）（7），只是（5）中使用最佳曝光劑量；

（9）用RIE刻蝕以PMMA為掩膜的氮化硅；

（10）對曝光圖形進行噴金，用SEM觀察PMMA和氮化硅的刻蝕厚度；

（11）計算PMMA和氮化硅的選擇比；

（二）100-120?nm或300-350nm?Stencil的制備：

（12）在100-120nm或300-350nm氮化硅隔膜上旋涂300-350nm或600-700nm的PMMA；

（13）重復步驟（3）—（8）；

（14）用RIE刻蝕以PMMA為掩膜的氮化硅隔膜；

（15）對曝光圖形進行噴金，用SEM觀察，如果隔膜上的叉指電極成功，stencil就做好了，否則，返回步驟（12），重新開始旋涂300-350nm或600-700nm的PMMA；

（三）金叉指電極的制作：

（16）用stencil做掩膜，熱蒸發100-120nm金到石墨烯上，在石墨烯上形成金叉指電極；

（四）用光學光刻套刻定義出pads圖形、熱蒸發金以及剝離，得到石墨烯納米器件：

（17）在石墨烯上旋涂PMMA，在烘箱中烘膠；

（18）用光學光刻做套刻，刻出pads的圖形；

（19）用MIBK和IPA顯影，用異丙醇定影；

（20）用光學顯微鏡觀察pads圖形，如果成功，就熱蒸發金；否則，返回步驟（17），石墨烯上重新旋涂PMMA；

（21）用丙酮和超聲波清洗機對樣品進行剝離，去除光刻膠PMMA及其上的金，得到石墨烯納米器件。