[發(fā)明專(zhuān)利]一種鑲嵌式石墨烯PN結(jié)的制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810759564.1
• 申請(qǐng)日: 2018-07-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108878268A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫德瑞;侯新祥;柳鴻亮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東傲天環(huán)保科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/02
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/02;H01L21/04
• 代理公司: 北京東方盛凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 牟炳彥

本發(fā)明提供了一種鑲嵌式石墨烯PN結(jié)的制造方法，在銅襯底上，通過(guò)掩膜和離子注入結(jié)構(gòu)形成六邊形成不同摻雜類(lèi)型的鑲嵌式金屬合金摻雜結(jié)構(gòu)，通過(guò)化學(xué)氣相沉積形成鑲嵌式石墨烯PN結(jié)，使石墨烯PN結(jié)具有較大的結(jié)區(qū)面積，石墨烯PN摻雜區(qū)域的摻雜深度高；制作工藝簡(jiǎn)單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，具體涉及一種鑲嵌式石墨烯PN結(jié)的制造方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中的石墨烯PN結(jié)，結(jié)區(qū)的面積小，不能充分發(fā)揮石墨烯PN結(jié)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)在石墨烯上進(jìn)行注入等方法，不容易形成掩膜，并且不容易摻雜P型與N型原子，如何制造大結(jié)區(qū)面積的石墨烯PN結(jié)，并簡(jiǎn)化制造工藝是迫切要解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

基于解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種鑲嵌式石墨烯PN結(jié)的制造方法，其特征在于，所述方法包括：步驟1）提供銅襯底；步驟2）在所述銅襯底上形成六邊形鑲嵌的第一掩膜圖形；步驟3）在具有掩膜圖形的銅襯底上沉積一層金屬鎳，對(duì)所述金屬鎳進(jìn)行第一類(lèi)型的離子注入；步驟4）進(jìn)行第一退火，形成具有第一類(lèi)型離子的銅鎳合金，對(duì)注入后的銅鎳合金層進(jìn)行減薄，直到漏出掩膜圖形，去除掩膜圖形，形成六邊形的島；步驟5）在具有六邊形的島上再沉積一層鎳；步驟6）在形成第二掩膜圖形，所述第二掩膜圖形覆蓋六邊形的島，暴露出六邊形的島之外的金屬鎳層；步驟7）對(duì)島之外的金屬鎳層進(jìn)行第二類(lèi)型離子的注入；步驟8）去除所述第二掩膜圖形，進(jìn)行第二退火，在六邊形的島周?chē)纬删哂械诙?lèi)型離子的銅鎳合金的鑲嵌結(jié)構(gòu)；步驟9）對(duì)銅鎳合金層進(jìn)行拋光形成平整的表面，形成石墨烯沉積襯底；步驟10）在石墨烯沉積襯底通過(guò)化學(xué)氣相沉積形成一層鑲嵌式石墨烯PN結(jié)；步驟11）在鑲嵌式石墨烯PN結(jié)上形成電極陣列。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一類(lèi)型的離子為p型摻雜元素，所述第二類(lèi)型的離子為n型摻雜元素。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一類(lèi)型的離子為B、S組成的組。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第二類(lèi)型的離子為N、P、As組成的組。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一類(lèi)型離子在進(jìn)行離子注入時(shí)的劑量為10¹⁶-10¹⁸，能量為10-20KeV。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第二類(lèi)型離子在進(jìn)行離子注入時(shí)的劑量為10¹⁵-10¹⁷，能量為5-15KeV。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一退火的溫度為850-1000℃，退火時(shí)間為40-80分鐘，所述第二退火的溫度為900-1500℃，退火時(shí)間為30-60分鐘。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以使用鉑、鈷、銦的一種或多種，或與鎳形成合金代替沉積鎳使用。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）本發(fā)明提供的方法制造的石墨烯PN結(jié)具有較大的結(jié)區(qū)面積，能夠提高器件性能；

（2）本發(fā)明提供的方法制造石墨烯PN摻雜區(qū)域的摻雜深度高；

（3）本發(fā)明提供的方法制造的石墨烯PN結(jié)制作工藝簡(jiǎn)單。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種鑲嵌式石墨烯PN結(jié)的制造方法工藝步驟圖；

圖2為本發(fā)明一種鑲嵌式石墨烯PN結(jié)所使用的第一掩膜圖形；

圖3為本發(fā)明制備的鑲嵌式石墨烯PN結(jié)平面結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

第一實(shí)施例