[发明专利]一种基于自对准技术的石墨烯晶体管制造方法

权利要求书

1.一种基于自对准技术的石墨烯晶体管制造方法，其特征在于包括以下步骤：

1）在衬底（1）上形成石墨烯层（4）；

2）在石墨烯层（4）上沉积一层金属层（5）； 

3）在金属层（5）上，通过光刻胶图形（6）覆盖所需要的区域；

4）用光刻胶图形（6）作为掩膜，去除掉暴露出来的金属；

5）用光刻胶图形（6）作为掩膜，刻蚀掉暴露出来的石墨烯，然后去除光刻胶；

6）形成源极（7）、栅极（8）和漏极（9）的金属电极，其中源极（7）和漏极（9）与有源区的金属相连接；

7）在源极（7）和漏极（9）之间，用光刻胶形成栅掩膜图形（10）；

8）利用光刻胶形成的栅图形做掩膜，去除暴露出的金属；

9）利用光刻胶形成的栅图形做掩膜，在暴露出来的石墨烯层（4）上形成栅介质种子层（11）； 

10）在栅介质种子层上形成栅介质（12）；

11）在栅介质上形成栅金属（13），并去除光刻胶。

2.根据权利要求1所述的一种基于自对准技术的石墨烯晶体管制造方法，其特征在于所述方法还包括步骤12），步骤12）为利用栅金属的掩膜作用，自对准形成自对准金属（14），所述栅金属上的栅帽宽度大于栅根宽度。

3.根据权利要求1所述的一种基于自对准技术的石墨烯晶体管制造方法，其特征在于所述衬底为绝缘层（2），所述绝缘层（2）为Si_xO_y、Si_xN_y、BN、Al_xO_y、Hf_xO_y、Al_xN_y、SiC，Si、Sapphire、玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯材料PET、聚酰亚胺PI、聚二甲基硅氧烷中的一种或两种以上的混合物，其中x=0.5-3，Y=0-2。

4.根据权利要求2所述的一种基于自对准技术的石墨烯晶体管制造方法，其特征在于所述衬底（1）还包括位于所述绝缘层（2）下侧的基底层（3），所述基底层为半导体材料、导电材料或不同于绝缘层（2）的材料中的一种或两种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种基于自对准技术的石墨烯晶体管制造方法，其特征在于步骤1）中石墨烯层（4）的形成可以是直接沉积或外延在衬底（1）上或者在其他材料上生长，然后经过剥离转移到衬底上，石墨烯层（4）为一层以上。

6.根据权利要求1所述的一种基于自对准技术的石墨烯晶体管制造方法，其特征在于步骤2）中的金属层（5）为可以被化学溶液腐蚀的金属，Au，Ti，Pt，Ag，Cr，Cu，Al，中的一种或两种以上的混合物；金属层（5）由物理气相沉积、化学气相沉积、真空蒸发、电镀、化学镀层或者以上几种方法联合形成，金属层（5）厚度在0.1nm到1000nm之间；所述步骤3）中光刻胶图形（6）是通过平版印刷术形成所需要的图形，图形为设计的石墨烯晶体管有源区；所述步骤4）中使用氢氟酸、王水、碘化钾和碘的混合液、氨水与双氧水的混合液、硼酸溶液、盐酸溶液或硝酸与冰乙酸的混合液将暴露出来的金属去除，在石墨烯晶体管有源区上留下一层金属；步骤5）中暴露出来的石墨烯层通过氧等离子刻蚀或干法刻蚀去除。

7.根据权利要求1所述的一种基于自对准技术的石墨烯晶体管制造方法，其特征在于步骤6）中源极（7）、栅极（8）和漏极（9）的金属电极为钌、铑、钯、银、锇、铱、铂、金、钛、铝、铬、锗、钼、镍、钨、铜、钴、铁中的一种或至少两种相互组合的合金，厚度在0.1nm到1000nm之间；步骤7）中光刻胶栅掩膜图形为一层以上，栅图形可以是直栅、T型栅、T-T型栅、U型栅、G型栅或V型栅；所述步骤8）中使用氢氟酸、王水、碘化钾和碘的混合液、氨水与双氧水的混合液、硼酸溶液、盐酸溶液或硝酸与冰乙酸的混合液将暴露出来的金属去除。