基于自對(duì)準(zhǔn)的懸浮石墨烯晶體管制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于自對(duì)準(zhǔn)的懸浮石墨烯晶體管制造方法，涉及半導(dǎo)體器件的制造方法【技術(shù)領(lǐng)域】。所述方法在于：在襯底上形成金屬薄膜，在金屬薄膜上形成石墨烯材料再在石墨烯材料上形成金屬薄膜，利用光刻膠圖形，去除未被光刻膠覆蓋的地方的兩層金屬以及石墨烯層；形成設(shè)計(jì)的源、柵和漏的金屬電極，并在源漏之間形成所需要的柵光刻膠圖形，腐蝕掉暴漏出來(lái)的金屬以及石墨烯材料下面的金屬，形成器件溝道的懸浮，在暴漏出來(lái)的石墨烯表面形成種子層，在種子層上形成柵介質(zhì)，然后在柵介質(zhì)上形成柵金屬，最終形成懸浮石墨烯晶體管。所述方法簡(jiǎn)單易行，可有效的避免器件加工工藝對(duì)石墨烯的污染，避免襯底對(duì)溝道區(qū)石墨烯的散射，提高石墨烯晶體管的性能。
【專利說(shuō)明】基于自對(duì)準(zhǔn)的懸浮石墨烯晶體管制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制作方法【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于自對(duì)準(zhǔn)的懸浮石墨烯晶體管制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯是一種具有理想二維晶體結(jié)構(gòu)的碳質(zhì)新材料，是目前已知導(dǎo)電性能最出色的材料，其飽和漂移速度為5.5 X IO7 cm/s，載流子遷移率大于200000 cm2/Vs，適用于制作超高頻器件。然而載流子的散射是影響二維的石墨烯材料特性的主要因素之一。表面陷阱、界面聲子、襯底和制備工藝過(guò)程中引入的雜質(zhì)等是石墨烯材料的主要散射源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于自對(duì)準(zhǔn)的懸浮石墨烯晶體管制造方法，所述方法可有效的避免襯底對(duì)溝道石墨烯的散射，避免器件加工工藝對(duì)石墨烯的污染，減小棚源和棚漏之間的間距，從而提聞石墨稀晶體管的性能。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種基于自對(duì)準(zhǔn)的懸浮石墨烯晶體管制造方法，其特征在于包括以下步驟:
O在襯底上沉積第一層金屬；
2)在第一層金屬上形成石墨烯層；
3)在石墨烯層上沉積第二層金屬；
4)在第二層金屬上，通過(guò)光刻膠圖形覆蓋所需要的區(qū)域；
5)用光刻膠圖形作為掩膜，去除掉暴露出來(lái)的第二層金屬；
6)用光刻膠圖形作為掩膜，刻蝕掉暴露出來(lái)的石墨烯層；
7)用光刻膠圖形作為掩膜，去除掉暴露出來(lái)的第一層金屬，然后去除光刻膠圖形，形成有源區(qū)；
8)形成源極、柵極和漏極的金屬電極，其中源極和漏極與有源區(qū)的金屬相連接；
9)在源極和漏極之間，用光刻膠形成柵掩膜圖形；
10)利用光刻膠形成的柵圖形做掩膜，使用腐蝕液去除暴露出來(lái)的第二層金屬，由于腐蝕液的鉆蝕，也會(huì)同時(shí)腐蝕掉暴漏出來(lái)的石墨烯層下面的第一層金屬，形成部分懸空的石墨烯層；
11)在懸空的石墨烯層上形成柵金屬，并去除柵掩膜圖形的光刻膠；
12)利用柵金屬的掩膜作用，自對(duì)準(zhǔn)形成第三層金屬。
[0005]優(yōu)選的，在所述步驟10)和11)之間，還設(shè)有兩個(gè)步驟，
第一步，利用光刻膠形成的柵圖形做掩膜，在暴露出來(lái)的石墨烯層上形成柵介質(zhì)種子
層；
第二步，在柵介質(zhì)種子層上形成柵介質(zhì)；
此時(shí)，步驟11)為，在柵介質(zhì)上形成柵金屬，并去除柵掩膜圖形的光刻膠。[0006]優(yōu)選的，所述襯底為絕緣層，所述絕緣層為Six0y、SixNy、BN、Alx0y、Hfx0y、AlxNy、SiC，S1、Sapphire、玻璃、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯材料PET、聚酰亞胺P1、聚二甲基硅氧烷中的一種或兩種以上的混合物，其中x=0.5-3，Y=0-2。
[0007]優(yōu)選的，所述襯底還包括位于所述絕緣層下側(cè)的基底層，所述基底層為半導(dǎo)體材料、導(dǎo)電材料或不同于絕緣層材料中的一種或兩種以上的混合物。
[0008]優(yōu)選的，所述步驟2)中石墨烯層的形成可以是直接沉積或外延在襯底上或者在其他材料上生長(zhǎng)，然后經(jīng)過(guò)剝離轉(zhuǎn)移到襯底上，石墨烯層為一層以上。
[0009]優(yōu)選的，所述步驟I)中的第一層金屬為可以被化學(xué)溶液腐蝕的金屬，Au，Ti，Pt，，Pd, Ag, Cr, Cu, Al中的一種或兩種以上的混合物；第一層金屬由物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、真空蒸發(fā)、電鍍、化學(xué)鍍層或者以上幾種方法聯(lián)合形成，第一層金屬厚度在0.1nm到1000nm之間；第二層金屬的選擇和形成方式可參照第一層金屬，可以與第一層金屬相同也可以不同；所述步驟4)中光刻膠圖形是通過(guò)平版印刷術(shù)形成所需要的圖形，圖形為設(shè)計(jì)的石墨烯晶體管有源區(qū)；所述步驟5)和步驟)7中使用氫氟酸、王水、碘化鉀和碘的混合液、氨水與雙氧水的混合液、硼酸溶液、鹽酸溶液或硝酸與冰乙酸的混合液將暴露出來(lái)的第二層金屬和第一層金屬去除；步驟6)中暴露出來(lái)的石墨烯層通過(guò)氧等離子刻蝕或干法刻蝕去除。
[0010]優(yōu)選的，步驟8)中源極、柵極和漏極的金屬電極為釕、銠、鈀、銀、鋨、銥、鉬、金、鈦、鋁、鉻、鍺、鑰、鎳、鎢、銅、鈷、鐵中的一種或至少兩種相互組合的合金，厚度在0.1nm到1000nm之間；步驟9)中光刻膠柵掩膜圖形為一層以上，柵圖形可以是直柵、T型柵、T-T型柵、U型柵、G型柵或V型柵；所述步驟10)中使用氫氟酸、王水、碘化鉀和碘的混合液、氨水與雙氧水的混合液、硼酸溶液、鹽酸溶液或硝酸與冰乙酸的混合液將暴露出來(lái)的第二層金屬和第一層金屬去除。
[0011]優(yōu)選的，所述步驟11)中柵介質(zhì)種子層為吸附的NO2、聚乙烯醇PVA、蒽甲醇或金屬氧化物，種子層的厚度小于IOnm ;步驟12)中柵介質(zhì)在種子層上形成，柵介質(zhì)(13)為Η--2、ZrO2、La2O3、Al2O3、TlO2、SrTiO3、LaAlO3、Y2O3、Hf OxNy、ZrOxNy、La2OxNy、Al2OxNy'TiOxNy、SrTiOxNy、LaA10xNy、Y20xNy、硅酸鹽中的一種或兩種的混合物，其中x=0.5_3，Y=0_2 ;步驟12)中柵介質(zhì)可以由物理氣相淀積PVD，化學(xué)氣相淀積CVD，原子層氣相淀積ALD，分子束外延MBE和溶膠凝膠Sol-Gel方法中的一種或至少兩種方法相結(jié)合形成。
[0012]優(yōu)選的，所述步驟13)中柵金屬為釕、錯(cuò)、鈕、銀、鋨、銥、鉬、金、鈦、招、鉻、鍺、鑰、鎳、鶴、銅、鈷、鐵中一種或兩種以上的混合物，金屬厚度在0.1nm到1000nm之間。
[0013]優(yōu)選的，所述步驟8)可以在步驟13)或步驟14)之后進(jìn)行。
[0014]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:所述方法因石墨烯層為懸浮狀態(tài)，完全消除了襯底對(duì)溝道石墨烯材料的影響，有效的避免器件加工工藝對(duì)石墨烯的污染，使源漏間距和柵長(zhǎng)相當(dāng)，減小柵源和柵漏之間的間距，減小石墨烯晶體管的柵-源、柵-漏之間的通道電阻，從而提高石墨烯晶體管的性能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0016]圖1是襯底經(jīng)過(guò)實(shí)施例一中的步驟I)處理后的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1經(jīng)過(guò)實(shí)施例一中的步驟2)處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖2經(jīng)過(guò)實(shí)施例一中的步驟3)處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是圖3經(jīng)過(guò)實(shí)施例一中的步驟4)處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是圖4經(jīng)過(guò)實(shí)施例一中的步驟5)-步驟7)處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是實(shí)施例一中的步驟7)去除光刻膠圖形后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是圖6經(jīng)過(guò)實(shí)施例一中的步驟8)處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是經(jīng)過(guò)實(shí)施例一中的步驟8)處理后的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9是圖7經(jīng)過(guò)實(shí)施例一中的步驟9)處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖10是圖9經(jīng)過(guò)實(shí)施例一中的步驟10)處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖11是圖10經(jīng)過(guò)實(shí)施例一中的步驟11)處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖12是圖11經(jīng)過(guò)實(shí)施例一中的步驟12)處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖13-15是圖12經(jīng)過(guò)實(shí)施例一中的步驟13)處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖16是圖14經(jīng)過(guò)實(shí)施例一中的步驟14)處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
是使用本方法后形成的石墨烯晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖17是T型柵金屬的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:1、襯底2、絕緣層3、基底層4、第一層金屬5、石墨烯層6、第二層金屬7、光刻膠圖形8、源極9、漏極10、柵極11、柵掩膜圖形12、種子層13、柵介質(zhì)14、柵金屬15、第三層金屬16、柵帽17、柵根。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。
[0019]實(shí)施例一
一種基于自對(duì)準(zhǔn)的懸浮石墨烯晶體管制造方法，其特征在于包括以下步驟:
步驟I)在襯底I上沉積第一層金屬4，如圖1所示。所述步驟I)中襯底I可以只包括絕緣層2，絕緣層2包括一種非導(dǎo)電的介電材料，如Six0y、SixNy、BN等，或一種非導(dǎo)電的金屬氧化物，如Alx0y、Hfx0y等，或一種非導(dǎo)電金屬氮化物，如AlxNy等，或一種絕緣的半導(dǎo)體材料,如SiC, Si等,或一種絕緣材料,如Sapphire、玻璃等,或一種有機(jī)材料,如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯材料(PET)，聚酰亞胺(Polyimide，PI)薄膜材料，聚二甲基硅氧烷等，或者是以上至少兩種的相互組合。襯底I還可以在絕緣層2下面設(shè)置基底層3，所述基底層3可以是一種半導(dǎo)體材料，或一種導(dǎo)電材料，或一種其他的絕緣材料或者以上至少兩種的相互組合。其中 x=0.5-3，Y=0-2。
[0020]所述步驟I)中的第一層金屬4選擇可以被化學(xué)溶液腐蝕的金屬，例如Au，Ti，Pt，Ag，Cr，Cu, Pd等或者以上至少兩種相互組合的合金。第一層金屬4可以由物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、真空蒸發(fā)、電鍍(首先在表面形成導(dǎo)電種子層)、化學(xué)鍍層(首先在表面形成導(dǎo)電種子層)或者以上幾種方法聯(lián)合形成。典型的金屬厚度可以在Inm到IOOOnm之間，當(dāng)然還可以是更小或更厚的厚度，需要根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。
[0021]步驟2)在第一層金屬4上形成石墨烯層5，如圖2所示。所述步驟2)中石墨烯層5的形成可以是直接沉積或外延在第一層金屬4上或者在其他材料上生長(zhǎng)，然后經(jīng)過(guò)剝離，轉(zhuǎn)移到第一層金屬4上，石墨烯層5可以是一層，或者是多層。
[0022]步驟3)在石墨烯層5上沉積第二層金屬6，如圖3所示。所述步驟3)中第二層金屬6的選擇和形成方法參照第一層金屬4,金屬6可以和金屬4相同，也可以不同。
[0023]步驟4)在第二層金屬6上，通過(guò)光刻膠圖形7覆蓋所需要的區(qū)域，如圖4所示。所述步驟4)中的光刻膠圖形7可以是通過(guò)平版印刷術(shù)形成所需要的圖形，例如矩形形狀，矩形的面積為設(shè)計(jì)的石墨烯晶體管有源區(qū)。
[0024]步驟5)用光刻膠圖形7作為掩膜，去除掉暴露出來(lái)的第二層金屬6 ;步驟6)用光刻膠圖形7作為掩膜，刻蝕掉暴露出來(lái)的石墨烯層5 ;步驟7)用光刻膠圖形7作為掩膜，去除掉暴露出來(lái)的第一層金屬4，然后去除光刻膠圖形7，如圖5-6所示。所述步驟5)中暴露出來(lái)的第二層金屬去除，可以用化學(xué)腐蝕去除，例如氫氟酸、王水、碘化鉀和碘的混合液、氨水與雙氧水的混合液、硼酸溶液、鹽酸溶液或硝酸與冰乙酸的混合液等，則在設(shè)計(jì)的石墨烯晶體管有源區(qū)上留下一層金屬。所述步驟6)中有源區(qū)以外的石墨烯層可用刻蝕方法去除，例如氧等離子刻蝕，干法刻蝕等。所述步驟7)中暴露出來(lái)的第一層金屬去除參照步驟5)中的方法。
[0025]步驟8)形成源極8、柵極10和漏極9的金屬電極，其中源極8和漏極9與有源區(qū)的金屬相連接，如圖7-8所示。
[0026]所述步驟8)中源極8、柵極10和漏極9可以選擇貴金屬，還可以選擇一般的金屬，例如釕、錯(cuò)、鈕、銀、鋨、銥、鉬、金、鈦、招、鉻、鍺、鑰、鎳、鶴、銅、鈷、鐵等，或者以上至少兩種相互組合的合金，金屬厚度在0.1nm到IOOOnm之間，其厚度范圍還可以根據(jù)不同的需求變大或減小。金屬電極形成方法參照第一層金屬4。
[0027]步驟9)在源極8和漏極9之間，用光刻膠形成柵掩膜圖形11，如圖9所示。所述步驟9)中光刻膠柵掩膜圖形為一層以上光刻膠，柵掩膜圖形可以是直柵、T型柵、T-T型柵、U型柵、G型柵、V型柵等。
[0028]步驟10)利用光刻膠形成的柵圖形做掩膜，使用腐蝕液去除暴露出來(lái)的第二層金屬6，由于腐蝕液的鉆蝕，也會(huì)同時(shí)腐蝕掉暴漏出來(lái)的石墨烯層下面的第一層金屬4，形成部分懸空的石墨烯層，如圖10所示。所述步驟10)中金屬去除的參照步驟5)。如果第一層金屬4和第二層金屬6為不同種類的金屬，可以先去除一種金屬再去除另一種金屬。
[0029]步驟11)利用光刻膠形成的柵圖形做掩膜，在暴露出來(lái)的石墨烯層5上形成柵介質(zhì)種子層12，如圖11所示。所述步驟11)中柵介質(zhì)種子層可以是吸附的NO2，或者是一層聚合物，如聚乙烯醇(PVA)、9蒽甲醇(polysen)等,或者是一層金屬,然后形成成金屬氧化物，典型的金屬厚度小于2nm。金屬的形成可以是物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、真空蒸發(fā)、磁控濺射等。隨后金屬放在包含氧氣氣氛環(huán)境中，例如空氣、含氧容器等，形成金屬氧化物。典型的例子如Al金屬，在空氣中氧化形成Al2O3種子層，種子層的厚度一般小于10nm，根據(jù)不同的介質(zhì)，種子層厚度范圍可以有相應(yīng)的變化。[0030]步驟12)在柵介質(zhì)種子層12上形成柵介質(zhì)13，如圖12所示。所述步驟12)中柵介質(zhì)可以是氧化物或者氮氧化物，例如Hf02、ZrO2, La203、A1203、TlO2, SrTiO3> LaA103、Y2O3,HfOxNy、ZrOxNy, La2OxNy、Al2OxNy、TiOxNy、SrTiOxNy, LaAlOxNy、Y2OxNy、硅酸鹽和合金或者以上至少兩種的相互組合，X取值范圍在0.5-3，Y取值范圍在0-2。
[0031]步驟13)在柵介質(zhì)13上形成柵金屬14，并去除柵掩膜圖形的光刻膠；所述步驟13)中柵金屬14可以選擇貴金屬，還可以選擇一般的金屬，例如釕、銠、鈀、銀、鋨、銥、鉬、金、鈦、鋁、鉻、鍺、鑰、鎳、鎢、銅、鈷、鐵等或者以上至少兩種相互組合的合金。金屬厚度在
0.1nm到IOOOnm之間，其厚度范圍還可以根據(jù)不同的需求變大或減小。柵金屬的形成方法參照第一層金屬4，柵金屬14的形狀可以是直柵，如圖13所示，或者是柵的上部分比下部分大，例如，T型柵、T-T型柵、U型柵、G型柵、V型柵等，如圖14所示，或者是柵的上部分比下部分小，例如倒梯形柵等，如圖15所示。
[0032]步驟14)利用柵金屬14的掩膜作用，自對(duì)準(zhǔn)形成第三層金屬15，如圖15所示。所述步驟14)中金屬15的種類、厚度和形成方法可以參照金屬14，此步驟還可以取消不做。
[0033]在本實(shí)施例中，所述步驟13)中柵金屬14選擇可以自能夠在表面形成一層氧化膜的金屬，例如Al、Ti等或者至少兩種金屬的相互組合，則步驟11)和步驟12)也可以省略不做。所述步驟8)還可以在步驟13)或步驟14)后進(jìn)行，只是工藝順序的調(diào)整，不會(huì)對(duì)最終的器件造成影響。
[0034]綜上所述，所述方法因石墨烯層為懸浮狀態(tài)，完全消除了襯底對(duì)溝道石墨烯材料的影響，有效的避免器件加工工藝對(duì)石墨烯的污染，使源漏間距和柵長(zhǎng)相當(dāng)，減小柵源和柵漏之間的間距，減小石墨烯晶體管的柵-源、柵-漏之間的通道電阻，從而提高石墨烯晶體管的性能。
【權(quán)利要求】
1.一種基于自對(duì)準(zhǔn)的懸浮石墨烯晶體管制造方法，其特征在于包括以下步驟: 1)在襯底(1)上沉積第一層金屬(4)； 2)在第一層金屬(4)上形成石墨烯層(5)； 3)在石墨烯層(5)上沉積第二層金屬(6)； 4)在第二層金屬(6)上通過(guò)光刻膠圖形(7)覆蓋所需要的區(qū)域； 5)用光刻膠圖形(7)作為掩膜，去除掉暴露出來(lái)的第二層金屬(6)； 6)用光刻膠圖形(7)作為掩膜，刻蝕掉暴露出來(lái)的石墨烯層(5)； 7)用光刻膠圖形(7)作為掩膜，去除掉暴露出來(lái)的第一層金屬(4)，然后去除光刻膠圖形(7)，形成有源區(qū)； 8)形成源極(8)、柵極(10)和漏極(9)的金屬電極，其中源極(8)和漏極(9)與有源區(qū)的金屬相連接； 9 )在源極(8 )和漏極(9 )之間，用光刻膠形成柵掩膜圖形(11); 10)利用光刻膠形成的柵圖形做掩膜，使用腐蝕液去除暴露出來(lái)的第二層金屬(6)，由于腐蝕液的鉆蝕，也會(huì)同時(shí)腐蝕掉暴漏出來(lái)的石墨烯層(5)下面的第一層金屬(4)，形成部分懸空的石墨烯層； 11)在懸空的石墨烯層(5)上形成柵金屬(14)，并去除柵掩膜圖形的光刻膠； 12)利用柵金屬(14)的掩膜作用，自對(duì)準(zhǔn)形成第三層金屬(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自對(duì)準(zhǔn)的懸浮石墨烯晶體管制造方法，其特征在于:在所述步驟10)和11)之間，還設(shè)有兩個(gè)步驟， 第一步，利用光刻膠形成的柵圖形做掩膜，在暴露出來(lái)的石墨烯層(5)上形成柵介質(zhì)種子層(12); 第二步，在柵介質(zhì)種子層(12)上形成柵介質(zhì)(13)； 此時(shí)，步驟11)為，在柵介質(zhì)(13)上形成柵金屬(14)，并去除柵掩膜圖形的光刻膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自對(duì)準(zhǔn)的懸浮石墨烯晶體管制造方法，其特征在于:所述襯底為絕緣層(2)，所述絕緣層(2)為 SixOy、SixNy、BN、Alx0y、HfxOy, AlxNy、SiC, S1、Sapphire、玻璃、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯材料PET、聚酰亞胺P1、聚二甲基硅氧烷中的一種或兩種以上的混合物，其中x=0.5-3，Y=0-2。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于自對(duì)準(zhǔn)的懸浮石墨烯晶體管制造方法，其特征在于:所述襯底(1)還包括位于所述絕緣層(2)下側(cè)的基底層(3)，所述基底層為半導(dǎo)體材料、導(dǎo)電材料或不同于絕緣層(2 )材料中的一種或兩種以上的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自對(duì)準(zhǔn)的懸浮石墨烯晶體管制造方法，其特征在于:所述步驟2)中石墨烯層(5)的形成可以是直接沉積或外延在襯底(I)上或者在其他材料上生長(zhǎng)，然后經(jīng)過(guò)剝離轉(zhuǎn)移到襯底(1)上，石墨烯層(5)為一層以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自對(duì)準(zhǔn)的懸浮石墨烯晶體管制造方法，其特征在于:所述步驟I)中的第一層金屬(4)為可以被化學(xué)溶液腐蝕的金屬，Au, Ti, Pt, Pd, Ag, Cr, Cu,Al中的一種或兩種以上的混合物；第一層金屬(4)由物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、真空蒸發(fā)、電鍍、化學(xué)鍍層或者以上幾種方法聯(lián)合形成，第一層金屬(4)厚度在0.1nm到1000nm之間；第二層金屬(6)的選擇和形成方式可參照第一層金屬(4),可以與第一層金屬(4)相同也可以不同；所述步驟4)中光刻膠圖形(7)是通過(guò)平版印刷術(shù)形成所需要的圖形，圖形為設(shè)計(jì)的石墨烯晶體管有源區(qū)；所述步驟5)和步驟)7中可選擇氫氟酸、王水、碘化鉀和碘的混合液、氨水與雙氧水的混合液、硼酸溶液、鹽酸溶液或硝酸與冰乙酸的混合液中的一種或者兩種以上的腐蝕液，將暴露出來(lái)的第二層金屬(6)和第一層金屬(4)去除；步驟6)中暴露出來(lái)的石墨烯層通過(guò)氧等離子刻蝕或干法刻蝕去除。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自對(duì)準(zhǔn)的懸浮石墨烯晶體管制造方法，其特征在于:步驟8)中源極(8)、柵極(10)和漏極(9)的金屬電極為釕、銠、鈀、銀、鋨、銥、鉬、金、鈦、鋁、鉻、鍺、鑰、鎳、鶴、銅、鈷、鐵中的一種或至少兩種相互組合的合金，厚度在0.1nm到1000nm之間；步驟9)中光刻膠柵掩膜圖形為一層以上，柵圖形可以是直柵、T型柵、T-T型柵、U型柵、G型柵或V型柵；所述步驟10)中可選擇氫氟酸、王水、碘化鉀和碘的混合液、氨水與雙氧水的混合液、硼酸溶液、鹽酸溶液或硝酸與冰乙酸的混合液中的一種或兩種以上的腐蝕液，將暴露出來(lái)的第二層金屬(6)和第一層金屬(4)去除。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自對(duì)準(zhǔn)的懸浮石墨烯晶體管制造方法，其特征在于:所述步驟11)中柵介質(zhì)種子層(12)為吸附的NO2、聚乙烯醇PVA、蒽甲醇或金屬氧化物，種子層的厚度小于IOnm ;步驟12)中柵介質(zhì)(13)在種子層(12)上形成，柵介質(zhì)(13)為Η--2、ZrO2、La2O3、Al2O3、TlO2、SrTiO3、LaAlO3、Y2O3、Hf OxNy、ZrOxNy、La2OxNy、Al2OxNy'TiOxNy、SrTiOxNy、LaA10xNy、Y20xNy、硅酸鹽中的一種或兩種的混合物，其中x=0.5_3，Y=0_2 ;步驟12)中柵介質(zhì)可以由物理氣相淀積PVD，化學(xué)氣相淀積CVD，原子層氣相淀積ALD，分子束外延MBE和溶膠凝膠Sol-Gel方法中的一種或至少兩種方法相結(jié)合形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自對(duì)準(zhǔn)的懸浮石墨烯晶體管制造方法，其特征在于:所述步驟13)中柵金屬(14)為釕、錯(cuò)、鈕、銀、鋨、銥、鉬、金、鈦、招、鉻、鍺、鑰、鎳、鶴、銅、鈷、鐵中一種或兩種以上的混合物，金屬厚度在0.1nm到1000nm之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的基于自對(duì)準(zhǔn)的懸浮石墨烯晶體管制造方法，其特征在于:所述步驟8)可以在步驟13)或步驟14)之后進(jìn)行。
【文檔編號(hào)】H01L21/336GK103903987SQ201410113118
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】李佳, 馮志紅, 蔚翠, 劉慶彬 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所