[发明专利]石墨烯纳米带的制造方法、MOSFET及其制造方法

权利要求书

1.一种制造石墨烯纳米带的方法，包括：

在绝缘衬底上形成包括籽层和生长抑制层的叠层；

对叠层进行图案化以形成至少一个叠层条带，所述至少一个叠层条带暴露籽层的侧表面；以及

在籽层的侧表面上生长石墨烯纳米带。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述石墨烯纳米带的宽度对应于所述籽层的厚度。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述籽层的厚度为5-20nm。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述石墨烯纳米带的厚度为单层、两层或更多层石墨。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述叠层包括在垂直方向上交替堆叠的至少一个籽层和至少一个生长抑制层。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述籽层由选自Ni、Co、Pt、Ir、Ru的一种材料组成。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述生长抑制层由氮化物组成。

8.根据权利要求1所述的方法，其中形成包括籽层和生长抑制层的叠层的步骤包括生长籽层和生长抑制层的超晶格。

9.一种制造MOSFET的方法，包括：

按照根据权利要求1-8任一项所述的方法制造石墨烯纳米带；

在所述至少一个叠层条带之间形成氧化物保护层，使得石墨烯纳米带嵌入氧化物保护层中；

去除叠层条带以形成凹槽，并且在氧化物保护层的侧表面上暴露石墨烯纳米带的表面；

在石墨烯纳米带上形成堆叠的栅介质层和栅极导体层；

在栅极导体层的两侧形成侧墙；

在部分石墨烯纳米带中形成源/漏区；以及

利用金属层填充氧化物保护层之间的凹槽，以形成与源/漏区接触的源/漏接触。

10.根据权利要求9所述的方法，其中在部分石墨烯纳米带中形成源/漏区的步骤包括对石墨烯纳米带的所述部分进行掺杂。

11.根据权利要求9所述的方法，在去除叠层条带的步骤和形成堆叠的栅介质层和栅极导体层的步骤之间，还包括对石墨烯纳米带的另一部分进行掺杂以形成沟道区，其中，沟道区位于源/漏区之间。

12.根据权利要求9所述的方法，其中形成堆叠的栅介质层和栅极导体层的步骤包括：

形成栅介质层；

形成栅极导体层；

采用光抗蚀剂掩模，蚀刻栅极导体层的一部分；以及

采用所述光抗蚀剂掩模，蚀刻栅介质层的一部分，

其中，蚀刻后的栅极导体层沿着与石墨烯纳米带延伸的方向垂直的方向延伸，并且在蚀刻后的栅极导体层的外侧暴露氧化物保护层的侧表面和嵌入其中的石墨烯纳米带。

13.根据要权利要求12所述的方法，在形成栅介质层的步骤和形成栅极导体层的步骤之间，还包括形成扩散阻挡层。

14.一种MOSFET，包括：

绝缘衬底；

位于绝缘衬底上的氧化物保护层；

嵌入氧化物保护层中的至少一条石墨烯纳米带，其中在氧化物保护层的侧表面上暴露所述至少一条石墨烯纳米带的表面；

在所述至少一条石墨烯纳米带的每一个中形成的沟道区；

在所述至少一条石墨烯纳米带的每一个中形成的源/漏区，其中沟道区位于源/漏区之间；

位于所述至少一条石墨烯纳米带上的栅介质层；

位于栅介质层上的栅极导体层；以及

在氧化物保护层的侧表面上与源/漏区相接触的源/漏接触。

15.根据权利要求14所述的MOSFET，其中所述至少一条石墨烯纳米带包括在垂直方向上堆叠的多条石墨烯纳米带。

16.根据权利要求14或15所述的MOSFET，其中所述至少一条石墨烯纳米带包括在横向方向上排列的多条石墨烯纳米带。

17.根据权利要求14所述的MOSFET，其中所述至少一条石墨烯纳米带的宽度为5-20nm。

18.根据权利要求14所述的MOSFET，其中所述至少一条石墨烯纳米带的厚度为单层、两层或更多层石墨。

19.根据权利要求14所述的MOSFET，其中栅极导体层沿着与所述至少一条石墨烯纳米带延伸的方向垂直的方向延伸。

20.根据权利要求14所述的MOSFET，还包括位于栅介质层和栅极导体层之间的扩散阻挡层。