[發明專利]一種石墨烯薄膜晶體管的制備方法

在審

• 申請號: 201610156131.8
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105679678A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 王選蕓
• 申請（專利權）人: 武漢華星光電技術有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/786;H01L29/16
• 代理公司: 深圳翼盛智成知識產權事務所(普通合伙) 44300
• 代理人: 黃威

技術領域

本發明涉及薄膜領域，特別是涉及一種石墨烯薄膜晶體管的制備方法。

背景技術

石墨烯，是一種具有良好的電導性能和透光性能的新型材料，隨著觸摸屏、 液晶顯示等技術的發展，以及石墨烯表現出來的優秀的機械強度和柔韌性，使 得其在薄膜晶體管上的應用逐漸成為人們研究的熱點。

目前制作石墨烯薄膜晶體管的方法步驟主要包括：在銅箔表面生成石墨烯； 在石墨烯表面涂覆有機高分子材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(英文名稱： PolymericMethylMethacrylate，簡稱：PMMA)；將PMMA、石墨烯和銅箔組成 的膜片放在銅腐蝕液中腐蝕掉銅箔；再將PMMA溶掉，通過光刻等技術在石墨 烯表面制作源漏極，從而形成一個完整的石墨烯薄膜晶體管。然而，在現有的 制備石墨烯薄膜晶體管的方法中，由于PMMA以及光刻技術所采用的光刻膠均 與石墨烯直接接觸，在溶掉PMMA和光刻膠的時候，就會出現PMMA和光刻 膠殘留在石墨烯表面的問題，在后續制作源漏極的時候，由于殘留的PMMA和 光刻膠的存在，使得源漏極與石墨烯表面的接觸不夠完全，從而增加了源漏極 與石墨烯的接觸電阻，限制了電荷的傳輸，使得薄膜晶體管中的電流減小，導 致驅動能力降低。

因此，有必要提供一種石墨烯薄膜晶體管的制備方法，以解決現有制備方 法中因石墨烯表面殘留有機高分子材料而導致的接觸電阻增加的問題。

發明內容

本發明實施例提供一種石墨烯薄膜晶體管的制備方法，以解決現有制備方 法中因石墨烯表面殘留有機高分子材料而導致的接觸電阻增加的問題。

本發明實施例提供一種石墨烯薄膜晶體管的制備方法，所述制備方法包括：

S1、在銅箔表面沉積石墨烯層；

S2、在石墨烯層表面沉積金屬層；

S3、在金屬層表面貼合支撐層，從而形成石墨烯膜片；

S4、將石墨烯膜片放置在銅腐蝕液中，其中支撐層部分沉浸在銅腐蝕液中， 而金屬層、石墨烯層和銅箔完全沉浸在銅腐蝕液中，直至銅箔完全溶解掉，再 將去掉銅箔的石墨烯膜片轉移至目標襯底，去掉支撐層；

S5、在金屬層表面上定義源漏極圖形，制備源漏極電極，并在目標襯底上 遠離石墨烯層的一側制備柵極電極，從而獲得石墨烯薄膜晶體管。

在本發明的石墨烯薄膜晶體管的制備方法中，在S1之前，還包括：將銅箔 依次在乙醇、丙酮、0.5mol/L的稀鹽酸中進行清洗。

在本發明的石墨烯薄膜晶體管的制備方法中，石墨烯采用化學氣相沉積法 沉積在銅箔表面上。

在本發明的石墨烯薄膜晶體管的制備方法中，金屬層采用電子束蒸發或者 磁控濺射技術沉積在石墨烯表面。

在本發明的石墨烯薄膜晶體管的制備方法中，金屬層的厚度為5nm～50nm。

在本發明的石墨烯薄膜晶體管的制備方法中，金屬層包括單層金屬層或復 合層金屬層。

在本發明的石墨烯薄膜晶體管的制備方法中，金屬層采用的金屬包括鈦、 金、鎳、鈀或鉑。

在本發明的石墨烯薄膜晶體管的制備方法中，支撐層的密度小于所述銅腐 蝕液的密度。

在本發明的石墨烯薄膜晶體管的制備方法中，支撐層為聚氨酯材料。

在本發明的石墨烯薄膜晶體管的制備方法中，目標襯底包括絕緣層，其中， 絕緣層的材料包括二氧化硅、碳化硅、玻璃或藍寶石。

與現有技術相比，本發明的石墨烯薄膜晶體管的制備方法中，通過在石墨 烯層表面沉積金屬層，將石墨烯層保護起來，使得石墨烯層不與支撐層和光刻 膠直接接觸，從而避免石墨烯表面出現殘留物的問題，使得源漏極電極與石墨 烯層可以完全接觸，降低源漏極電極與石墨烯間的接觸電阻，從而解決現有制 備方法中，因石墨烯層表面殘留PMMA和光刻膠而引起源漏極電極與石墨烯間 的接觸電阻增大的問題。

附圖說明

圖1為本發明的石墨烯薄膜晶體管的制備方法的優選實施例的流程圖；

圖2為本發明的石墨烯薄膜晶體管的制備方法中石墨烯膜片的結構示意 圖；

圖3為根據本發明提供的制備方法制備出的石墨烯薄膜晶體管的背柵的轉 移曲線圖。

具體實施方式