專利名稱：石墨烯電子器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
示范性實(shí)施例涉及石墨烯電子器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
具有2維六邊形碳結(jié)構(gòu)的石墨烯是能夠替代半導(dǎo)體的材料。石墨烯是零帶隙半導(dǎo)體，在室溫下具有l(wèi)OOOOOcn^V—1^的載流子遷移率，其是傳統(tǒng)硅的載流子遷移率的大約100倍。因此，石墨烯可以應(yīng)用于更高速度操作的器件例如射頻(RF)器件。當(dāng)石墨烯納米帶(GNR)具有IOnm或更小的溝道寬度時(shí)，帶隙可以由于尺寸效應(yīng)而形成在GNR中。因而，可以利用GNR來(lái)制造能夠在室溫下f呆作的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。石墨稀電子器件指的是利用石墨烯的電子器件例如場(chǎng)效應(yīng)晶體管。當(dāng)石墨烯電子器件通過將石墨烯轉(zhuǎn)移到襯底上來(lái)制造時(shí)，石墨烯可能被損壞。

發(fā)明內(nèi)容
示范性實(shí)施例提供了制造石墨烯電子器件的方法，其中通過在襯底上直接生長(zhǎng)石墨烯之后在去除石墨烯下面的金屬催化劑層之前在石墨烯與光致抗蝕劑之間形成金屬保護(hù)層，防止或阻礙了石墨烯接觸光致抗蝕劑。額外的方面將部分闡述于后面的描述中，并將部分地從該描述變得顯然，或者可以通過實(shí)踐示范性實(shí)施例而習(xí)得。根據(jù)示范性實(shí)施例，一種石墨烯電子器件可以包括柵極氧化物，在導(dǎo)電襯底上，該導(dǎo)電襯底配置為用作柵極電極；一對(duì)第一金屬，在該柵極氧化物上，該對(duì)第一金屬彼此分隔開；石墨烯溝道層，在該對(duì)第一金屬之間且在該對(duì)第一金屬上延伸；以及源極電極和漏極電極，在該石墨烯溝道層的兩邊緣上。源極電極和漏極電極可以由Au形成。源極電極和漏極電極可以形成為具有從約IOnm至約IOOOnm范圍內(nèi)的厚度。石墨烯溝道層可以是單層石墨烯或雙層石墨烯。第一金屬可以是雙層金屬層。第一金屬可以是Cu/Ni層或Au/Ni層。根據(jù)示范性實(shí)施例，一種石墨烯電子器件可以包括一對(duì)第一金屬，在襯底上，該對(duì)第一金屬彼此分隔開；石墨烯溝道層，在該對(duì)第一金屬之間且在該對(duì)第一金屬上延伸；源極電極和漏極電極，在該石墨烯溝道層的兩邊緣上；柵極氧化物，覆蓋源極電極與漏極電極之間的石墨烯溝道層；以及柵極電極，在源極電極與漏極電極之間的石墨烯溝道層上。根據(jù)示范性實(shí)施例，一種制造石墨烯電子器件的方法可以包括在導(dǎo)電襯底上形 成柵極氧化物，該導(dǎo)電襯底配置為用作柵極電極；在柵極氧化物上形成第一金屬層，該第一金屬層配置為用作催化劑層；在第一金屬層上形成石墨烯層；在石墨烯層上形成金屬保護(hù)層；利用第一光致抗蝕劑圖案依次圖案化金屬保護(hù)層、石墨烯層和第一金屬層；以及通過利用第二光致抗蝕劑圖案濕法蝕刻金屬保護(hù)層和第一金屬層來(lái)暴露溝道形成區(qū)域中的石墨稀層。石墨烯層可以通過感應(yīng)耦合等離子體化學(xué)氣相沉積(ICP-CVD)在從約550°C至約650°C范圍內(nèi)的溫度形成。用第二光致抗蝕劑圖案來(lái)圖案化金屬保護(hù)層可以包括形成源極電極和漏極電極，且石墨烯電子器件可以是場(chǎng)效應(yīng)晶體管。根據(jù)示范性實(shí)施例，一種形成石墨烯電子器件的方法可以包括在襯底上形成第一金屬層，該第一金屬層配置為用作催化劑層；在第一金屬層上形成石墨烯層；在石墨烯層上形成金屬保護(hù)層；利用第一光致抗蝕劑圖案依次圖案化金屬保護(hù)層、石墨烯層和第一金屬層；通過利用第二光致抗蝕劑圖案濕法蝕刻金屬保護(hù)層和第一金屬層來(lái)暴露溝道形成區(qū)域中的石墨烯層；形成覆蓋所暴露的石墨烯層的柵極氧化物；以及在柵極氧化物上形成柵極電極。


從以下結(jié)合附圖對(duì)示范性實(shí)施例的描述，這些和/或其他方面將變得顯然并更易于理解，在附圖中圖I是根據(jù)示范性實(shí)施例的石墨烯電子器件的結(jié)構(gòu)的示意性截面圖； 圖2是圖I的石墨烯電子器件的平面圖；圖3是根據(jù)示范性實(shí)施例的石墨烯電子器件的結(jié)構(gòu)的示意性截面圖；圖4是圖3的石墨烯電子器件的平面圖；圖5A至是示出根據(jù)示范性實(shí)施例的制造石墨烯電子器件的方法的截面圖；以及圖6A至6E是示出根據(jù)示范性實(shí)施例的制造石墨烯電子器件的方法的截面圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參照示范性實(shí)施例，其示例示于附圖中，其中為了清晰，層和區(qū)域的厚度被夸大，相似的附圖標(biāo)記用于始終指示基本相同的元件，將不重復(fù)其描述。盡管這里可以使用術(shù)語(yǔ)第一、第二等描述各種元件，但這些元件不應(yīng)受這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)元件與另一元件區(qū)別開。例如，第一元件可以被稱為第二元件，類似地，第二元件可以被稱為第一元件，而不背離示范性實(shí)施例的范圍。這里使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)所列項(xiàng)中的一個(gè)或更多的任意和全部組合。將理解，如果稱一個(gè)元件“連接到”或“耦接到”另一元件，則它可以直接連接到或耦接到另一元件，或者可以存在居間元件。相反，如果稱一個(gè)元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件，則沒有居間元件存在。用于描述元件之間的關(guān)系的其他詞語(yǔ)應(yīng)以類似的方式解釋(例如，“在...之間”與“直接在...之間”，“與...相鄰”與“直接與...相鄰”
坐、
寸/ o這里所用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述特定的實(shí)施例，無(wú)意成為對(duì)示范性實(shí)施例的限制。這里使用時(shí)，單數(shù)形式“一”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地另外表述。還將理解，術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包含”如果在這里使用，則指明所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一個(gè)或更多其他特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或它們的組的存在或增加。為便于描述，這里可以使用空間相對(duì)性術(shù)語(yǔ)(例如，“在...之下”、“在...下面”、“下”、“在...之上”、“上”等)以描述如附圖所示的一個(gè)元件或者特征與另一元件或特征之間的關(guān)系。將理解，空間相對(duì)性術(shù)語(yǔ)旨在涵蓋除附圖所示取向之外器件在使用或操作中的不同取向。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在”其他元件或特征“之下”或“下面”的元件將取向在其他元件或特征“上方”。因此，例如術(shù)語(yǔ)“在...下面”可以涵蓋之上和之下兩種取向。器件可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他取向觀看或參照)，這里使用的空間相對(duì)性描述語(yǔ)作相應(yīng)解釋。這里參照截面圖描述了示范性實(shí)施例，這些截面圖是理想化實(shí)施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖。因而，可以預(yù)期由例如制造技術(shù)和/或公差引起的圖示形狀的變化。因此，附圖所示的區(qū)域本質(zhì)上是示意性的，它們的形狀不一定示出器件的區(qū)域的真實(shí)形狀，且不限制范圍。除非另行定義，否則這里使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))都具有示范性實(shí)施例所屬領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員一般理解的含義相同的含義。還將理解，術(shù)語(yǔ)，諸如通用詞典中定義的那些，應(yīng)解釋為具有與它們?cè)谙嚓P(guān)領(lǐng)域的背景中的含義相一致的含義，而不應(yīng)在理想化或過于正式的意義上解釋，除非這里清楚地如此定義。
圖I是根據(jù)示范性實(shí)施例的石墨烯電子器件100的結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。圖2是圖I的石墨烯電子器件100的平面圖。圖I是沿圖2的線1-1’截取的截面圖。參照?qǐng)DI和圖2，柵極氧化物112可以形成在硅襯底110上。柵極氧化物112可以利用硅氧化物形成為具有在從約IOOnm至約300nm范圍內(nèi)的厚度。硅襯底110可以是導(dǎo)電襯底，并且還可以被稱作柵極電極?？梢允褂闷渌麑?dǎo)電襯底來(lái)代替硅襯底110。彼此分隔開預(yù)定或給定距離的一對(duì)第一金屬122和124可以形成在柵極氧化物112上。第一金屬122和124可以是通過圖案化金屬層(未不出)而形成的金屬層。第一金屬122和124可以是雙層金屬層，并可以是銅(Cu)/鎳(Ni)層或金(Au)/Ni層。形成在柵極氧化物112上的Cu或Au可以具有在從約IOOnm至約500nm范圍內(nèi)的厚度。形成在Cu或Au上的Ni可以具有在從約IOnm至約30nm范圍內(nèi)的厚度。石墨烯溝道層130可以在第一金屬122和124上形成為在第一金屬122和124之間延伸。石墨烯溝道層130可以接觸第一金屬122和124之間的柵極氧化物112。石墨烯溝道層130可以通過圖案化由化學(xué)氣相沉積(CVD)法形成在第一金屬122和124上的石墨烯層而形成。第一金屬122和124用作生長(zhǎng)石墨烯的催化劑。石墨烯可以是單層石墨烯或雙層石墨烯。因而，通過圖案化石墨烯獲得的石墨烯溝道層130具有單層結(jié)構(gòu)或雙層結(jié)構(gòu)。源極電極142和漏極電極144可以分別形成在石墨烯溝道層130的兩個(gè)邊緣上。源極電極142和漏極電極144可以分別以與第一金屬122和124基本相同的形狀直接形成在第一金屬122和124上或者形成在它們的上方。源極電極142和漏極電極144可以利用Au或除Au之外的金屬形成為具有在從約IOnm至約IOOOnm范圍內(nèi)的厚度。Au可以形成與石墨烯的期望的接觸，并可以易于被干法蝕刻或濕法蝕刻。當(dāng)形成具有在從約Inm至約20nm范圍內(nèi)的寬度W的石墨烯溝道層130時(shí)，石墨烯溝道層130可以由于尺寸效應(yīng)而具有與半導(dǎo)體特性相同的帶隙。因而，圖I的石墨烯電子器件100可以是背柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管。石墨烯電子器件100能夠在室溫下操作。在根據(jù)示范性實(shí)施例的石墨烯電子器件100中，可以形成石墨烯溝道層130而不用轉(zhuǎn)移工藝。因此，可以避免在轉(zhuǎn)移工藝期間對(duì)石墨烯溝道層130的損傷。圖3是根據(jù)示范性實(shí)施例的石墨烯電子器件200的結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。圖4是圖3的石墨烯電子器件200的平面圖。圖3是沿圖4的線III-III’截取的截面圖。
參照?qǐng)D3和圖4，絕緣層212可 以形成在硅襯底210上。絕緣層212可以利用硅氧化物形成為具有在從約IOOnm至約300nm范圍內(nèi)的厚度。當(dāng)使用絕緣襯底來(lái)代替硅襯底210時(shí)，可以省略絕緣層212。彼此分隔開預(yù)定或給定距離的一對(duì)第一金屬222和224可以形成在絕緣層212上。第一金屬222和224可以是通過圖案化金屬層(未不出)而形成的金屬層。第一金屬222和224可以是雙層金屬層，并可以是Cu/Ni層或Au/Ni層。形成在絕緣層上的Cu或Au可以具有在從約IOOnm至約500nm范圍內(nèi)的厚度。形成在Cu或Au上的Ni可以具有在從約IOnm至約30nm范圍內(nèi)的厚度。石墨烯溝道層230可以在第一金屬222和224上形成為在第一金屬222和224之間延伸。石墨烯溝道層230可以接觸第一金屬222和224之間的柵極氧化物212。石墨烯溝道層230可以通過圖案化由CVD法在第一金屬222和224以及它們之間的絕緣層212上形成的石墨烯層而形成。第一金屬222和224用作生長(zhǎng)石墨烯的催化劑。石墨烯可以是單層石墨烯或雙層石墨烯。因而，通過圖案化石墨烯獲得的石墨烯溝道層230具有單層結(jié)構(gòu)或雙層結(jié)構(gòu)。源極電極242和漏極電極244可以分別形成在石墨烯溝道層230的兩個(gè)邊緣上。源極電極242和漏極電極244可以分別以與第一金屬222和224基本相同的形狀直接形成在第一金屬222和224上或者形成在它們的上方。源極電極242和漏極電極244可以利用Au或除Au之外的金屬形成為具有在從約IOnm至約IOOOnm范圍內(nèi)的厚度。柵極氧化物250可以利用硅氧化物形成在石墨烯溝道層230上。柵極電極260可以利用金屬例如鋁形成在柵極氧化物250上。當(dāng)形成具有在從約Inm至約20nm范圍內(nèi)的寬度W的石墨烯溝道層230時(shí)，石墨烯溝道層230可以由于尺寸效應(yīng)而具有與半導(dǎo)體特性相同的帶隙。因而，圖3的石墨烯電子器件200可以是頂柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管。石墨烯電子器件200能夠在室溫下操作。圖5A至是示出根據(jù)示范性實(shí)施例的制造石墨烯電子器件的方法的截面圖。參照?qǐng)D5A，柵極氧化物312可以形成在襯底310上。襯底310可以是用摻雜劑摻雜的導(dǎo)電硅襯底，并用作柵極電極。柵極氧化物312可以是通過熱氧化襯底310形成的硅氧化物，并可以具有在從約IOOnm至約300nm范圍內(nèi)的厚度。第一金屬層320可以形成在柵極氧化物312上。第一金屬層320可以使用Cu或Au通過濺射方法沉積至從約IOOnm至約500nm范圍內(nèi)的厚度。第二金屬層321例如Ni層可以進(jìn)一步在第一金屬層320上形成至從約IOnm至約30nm范圍內(nèi)的厚度。第一金屬層320和第二金屬層321用作生長(zhǎng)石墨烯的催化劑。石墨烯層330可以通過感應(yīng)耦合等離子體化學(xué)氣相沉積(ICP-CVD)在從約550°C至約650°C范圍內(nèi)的溫度沉積在第二金屬層321上。石墨烯層330可以形成為單層結(jié)構(gòu)或雙層結(jié)構(gòu)。由于沒有使用在約1000°C的溫度進(jìn)行的CVD法來(lái)形成石墨烯層330，所以可以避免例如高溫對(duì)襯底310的損傷。金屬保護(hù)層340可以沉積在石墨烯層330上。金屬保護(hù)層340可以利用Au形成為具有從約IOnm至約IOOOnm范圍內(nèi)的厚度。參照?qǐng)D5B，在金屬保護(hù)層340上形成光致抗蝕劑345之后，被光致抗蝕劑345暴露的金屬保護(hù)層340、石墨烯層330、第二金屬層321和第一金屬層320可以以所述次序依次被干法蝕刻。圖5C是圖案化結(jié)果的平面圖，光致抗蝕劑345已從其去除。參照?qǐng)D5C，圖案化金屬保護(hù)層340的形狀包括具有預(yù)定或給定寬度W的溝道形成區(qū)域Al以及在溝道形成區(qū)域Al的兩個(gè)邊緣上的電極形成區(qū)域A2。溝道形成區(qū)域Al具有從約Inm至約20nm范圍內(nèi)的寬度W。參照?qǐng)D在電極形成區(qū)域A2上形成光致抗蝕劑347之后，溝道形成區(qū)域Al中被光致抗蝕劑347暴露的金屬層可以通過濕法蝕刻被選擇性地去除。該金屬層可以是金屬保護(hù)層340、第二金屬層321和第一金屬層320。濕法蝕刻劑可以是例如稀釋的氫氟酸(DHF)。石墨烯層330可以暴露在溝道形成區(qū)域Al中。所暴露的石墨烯層330可以是溝道層332。當(dāng)溝道層332的長(zhǎng)度延伸至一定程度時(shí)，溝道層332可以接觸柵極氧化物312(參照?qǐng)DI)。溝道層332的兩個(gè)邊緣延伸到電極形成區(qū)域A2。在電極形成區(qū)域A2中，源極電極342和漏極電極344可以通過圖案化金屬保護(hù)層340而形成在溝道層332上。此外，在電極形成區(qū)域A2中，第一金屬層322和324可以形成在石墨烯層330下面。源極電極342 和漏極電極344可以具有與第一金屬層322和324的形狀基本相同的形狀。根據(jù)示范性實(shí)施例，石墨烯溝道層可以直接形成在襯底上而沒有用轉(zhuǎn)移工藝。因而，可以避免在轉(zhuǎn)移工藝中對(duì)石墨烯溝道層的損傷。此外，由于石墨烯在較低溫度生長(zhǎng)，所以可以避免由于高溫引起的對(duì)襯底的損傷。此外，由于在石墨烯上形成金屬保護(hù)層之后通過濕法蝕刻石墨烯來(lái)形成石墨烯溝道層，所以可以通過金屬保護(hù)層來(lái)防止或阻止光致抗蝕劑與石墨烯的接觸，從而防止或阻止石墨烯的固有特性的損失。圖6A至6E是示出根據(jù)示范性實(shí)施例的制造石墨烯電子器件的方法的截面圖。參照?qǐng)D6A，絕緣層412可以形成在襯底410上。當(dāng)襯底410由絕緣材料形成時(shí)，可以省略絕緣層 412。第一金屬層420可以形成在絕緣層412上。第一金屬層420可以通過濺射法由Cu或Au形成至約IOOnm至約500nm范圍內(nèi)的厚度。第二金屬層421例如Ni層可以進(jìn)一步在第一金屬層420上形成至從約IOnm至約30nm范圍內(nèi)的厚度。第一金屬層420和第二金屬層421可以用作生長(zhǎng)石墨烯的催化劑層。石墨烯層430可以通過ICP-CVD在從約550°C至約650°C范圍內(nèi)的溫度下沉積在第二金屬層421上。石墨烯層430可以形成為單層結(jié)構(gòu)或雙層結(jié)構(gòu)。由于沒有使用在約1000°C的溫度進(jìn)行的CVD法來(lái)形成石墨烯層430，所以可以避免例如高溫對(duì)襯底410的損傷。金屬保護(hù)層440可以沉積在石墨烯層430上。金屬保護(hù)層440可以利用Au形成為具有從約IOnm至約IOOOnm范圍內(nèi)的厚度。參照?qǐng)D6B，在金屬保護(hù)層440上形成光致抗蝕劑445之后，被光致抗蝕劑445暴露的金屬保護(hù)層440、石墨烯層430、第二金屬層421和第一金屬層420可以以所述次序依次被干法蝕刻。圖6C是圖案化結(jié)果的平面圖，光致抗蝕劑445已從其去除。參照?qǐng)D6C，圖案化金屬保護(hù)層440的形狀包括具有預(yù)定或給定寬度W的溝道形成區(qū)域Al以及在溝道形成區(qū)域Al的兩個(gè)邊緣上的電極形成區(qū)域A2。溝道形成區(qū)域Al具有在從約Inm至約20nm范圍內(nèi)的寬度W。
參照?qǐng)D6D，在電極形成區(qū)域A2上形成光致抗蝕劑447之后，在溝道形成區(qū)域Al中被光致抗蝕劑447暴露的金屬層可以通過濕法蝕刻被選擇性地去除。該金屬層可以是金屬保護(hù)層440、第二金屬層421和第一金屬層420。濕法蝕刻劑可以是例如稀釋的氫氟酸(DHF) 石墨烯層430可以暴露在溝道形成區(qū)域Al中。所暴露的石墨烯層430可以是溝道層 432。溝道層432的兩個(gè)邊緣延伸到電極形成區(qū)域A2。在電極形成區(qū)域A2中，源極電極442和漏極電極444可以通過圖案化金屬保護(hù)層440而形成在溝道層432上。此外，在電極形成區(qū)域A2中，第一金屬層422和424可以形成在石墨烯層430下面。源極電極442和漏極電極444可以具有與第一金屬層422和424的形狀基本相同的形狀。參照?qǐng)D6E，可以去除光致抗蝕劑447。當(dāng)溝道層432的長(zhǎng)度延伸至一定程度時(shí)，溝道層432可以接觸柵極氧化物412。覆蓋溝道層432的柵極氧化物450可以形成在絕緣層412上。在柵極氧化物450上形成金屬層(未示出)之后，柵極電極460可以通過圖案化金屬層形成。 在根據(jù)示范性實(shí)施例的制造石墨烯電子器件的方法中，由于當(dāng)形成在石墨烯層下面的金屬催化劑層被濕法蝕刻時(shí)金屬保護(hù)層形成在石墨烯層上，所以可以防止或阻止光致抗蝕劑圖案和石墨烯層之間的直接接觸。因此，可以防止或阻止光致抗蝕劑圖案被去除時(shí)殘留的光致抗蝕劑對(duì)石墨烯的損傷。應(yīng)當(dāng)理解，這里描述的示范性實(shí)施例僅應(yīng)在描述性意義上來(lái)理解，而不是為了限制。每個(gè)實(shí)施例中對(duì)特征或方面的描述應(yīng)當(dāng)通常被認(rèn)為可用于其他示范性實(shí)施例中的其他類似特征或方面。
權(quán)利要求
1.ー種石墨烯電子器件，包括 柵極氧化物，在導(dǎo)電襯底上，該導(dǎo)電襯底配置為用作柵極電扱； ー對(duì)第一金屬，在所述柵極氧化物上，該對(duì)第一金屬彼此分隔開； 石墨烯溝道層，在該對(duì)第一金屬之間且在該對(duì)第一金屬上延伸；以及 源極電極和漏極電極，在所述石墨烯溝道層的兩邊緣上。
2.如權(quán)利要求I所述的石墨烯電子器件，其中所述源極電極和所述漏極電極由Au形成。
3.如權(quán)利要求I所述的石墨烯電子器件，其中所述源極電極和所述漏極電極形成為具有從IOnm至IOOOnm范圍內(nèi)的厚度。
4.如權(quán)利要求I所述的石墨烯電子器件，其中所述石墨烯溝道層是單層石墨烯或雙層石墨烯。
5.如權(quán)利要求I所述的石墨烯電子器件，其中所述第一金屬是雙層金屬層。
6.如權(quán)利要求5所述的石墨烯電子器件，其中所述第一金屬是Cu/Ni層或Au/Ni層。
7.ー種石墨烯電子器件，包括 ー對(duì)第一金屬，在襯底上，該對(duì)第一金屬彼此分隔開； 石墨烯溝道層，在該對(duì)第一金屬之間且在該對(duì)第一金屬上延伸； 源極電極和漏極電極，在所述石墨烯溝道層的兩邊緣上； 柵極氧化物，覆蓋所述源極電極與所述漏極電極之間的所述石墨烯溝道層；以及 柵極電極，在所述源極電極與所述漏極電極之間的所述石墨烯溝道層上。
8.如權(quán)利要求7所述的石墨烯電子器件，其中所述源極電極和所述漏極電極由Au形成。
9.如權(quán)利要求7所述的石墨烯電子器件，其中所述源極電極和所述漏極電極形成為具有從IOnm至IOOOnm范圍內(nèi)的厚度。
10.如權(quán)利要求7所述的石墨烯電子器件，其中所述石墨烯溝道層是單層石墨烯或雙層石墨稀。
11.如權(quán)利要求7所述的石墨烯電子器件，其中所述第一金屬是雙層金屬層。
12.如權(quán)利要求11所述的石墨烯電子器件，其中所述第一金屬是Cu/Ni層或Au/Ni層。
13.—種制造石墨烯電子器件的方法，該方法包括 在導(dǎo)電襯底上形成柵極氧化物，該導(dǎo)電襯底配置為用作柵極電扱； 在所述柵極氧化物上形成第一金屬層，該第一金屬層配置為用作催化劑層； 在所述第一金屬層上形成石墨烯層； 在所述石墨烯層上形成金屬保護(hù)層； 利用第一光致抗蝕劑圖案依次圖案化所述金屬保護(hù)層、所述石墨烯層和所述第一金屬層；以及 通過利用第二光致抗蝕劑圖案濕法蝕刻所述金屬保護(hù)層和所述第一金屬層，暴露溝道形成區(qū)域中的所述石墨烯層。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述第一金屬層形成為雙層。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述第一金屬層是Cu/Ni層或Au/Ni層。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中形成所述石墨烯層包括通過感應(yīng)耦合等離子體化學(xué)氣相沉積在從550°C至650°C范圍內(nèi)的溫度沉積所述石墨烯層。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述金屬保護(hù)層由Au形成。
18.如權(quán)利要求17所述的方法,其中所述金屬保護(hù)層沉積為具有從IOnm至IOOOnm范圍內(nèi)的厚度。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中用所述第二光致抗蝕劑圖案圖案化所述金屬保護(hù)層包括形成源極電極和漏極電極，且所述石墨烯電子器件是場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
20.ー種形成石墨烯電子器件的方法，該方法包括 在襯底上形成第一金屬層，該第一金屬層配置為用作催化劑層； 在所述第一金屬層上形成石墨烯層； 在所述石墨烯層上形成金屬保護(hù)層； 利用第一光致抗蝕劑圖案依次圖案化所述金屬保護(hù)層、所述石墨烯層和所述第一金屬層； 通過利用第二光致抗蝕劑圖案濕法蝕刻所述金屬保護(hù)層和所述第一金屬層，暴露溝道形成區(qū)域中的所述石墨烯層； 形成覆蓋所暴露的石墨烯層的柵極氧化物；以及 在所述柵極氧化物上形成柵極電極。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述第一金屬層是雙層金屬層。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述第一金屬層是Cu/Ni層或Au/Ni層。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其中形成所述石墨烯層包括通過感應(yīng)耦合等離子體化學(xué)氣相沉積在從550°C至650°C范圍內(nèi)的溫度沉積所述石墨烯層。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述金屬保護(hù)層由Au形成。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述金屬保護(hù)層具有IOnm至IOOOnm范圍內(nèi)的厚度。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中用所述第二光致抗蝕劑圖案圖案化所述金屬保護(hù)層包括形成源極電極和漏極電極，且所述石墨烯電子器件是場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
全文摘要
本發(fā)明提供石墨烯電子器件及其制造方法。該石墨烯電子器件可包括柵極氧化物，在導(dǎo)電襯底上，該導(dǎo)電襯底配置為用作柵極電極；一對(duì)第一金屬，在該柵極氧化物上，該對(duì)第一金屬彼此分隔開；石墨烯溝道層，在該第一金屬之間且在該第一金屬上延伸；以及源極電極和漏極電極，在石墨烯溝道層的兩邊緣上。
文檔編號(hào)H01L29/78GK102738237SQ20121010195
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者徐順愛, 李晟熏, 梁喜準(zhǔn), 許鎮(zhèn)盛, 鄭現(xiàn)鐘 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社