[发明专利]通过自对准工艺制备石墨烯顶栅场效应晶体管器件的方法

权利要求书

1.一种通过自对准工艺制备石墨烯顶栅场效应晶体管器件的方法，其特征在于，该方法包括：

在石墨烯上沉积栅介质层，制备T型栅金属电极；

在表面制备T型栅金属电极的栅介质层之上沉积钝化保护层，利用选择性刻蚀去除栅介质上方覆盖的钝化保护层而保留T型栅金属电极足部侧墙部分的钝化保护层，其中钝化保护层采用氮化硅；

对栅介质层进行腐蚀，去除T型栅金属电极足部覆盖区域之外的栅介质层；以及

沉积金属形成源漏金属电极；

其中，所述去除T型栅金属电极足部覆盖区域之外的栅介质层，采用的腐蚀方法为湿法腐蚀，腐蚀液包括氢氟酸、盐酸、磷酸、硫酸、硝酸、醋酸、氟化铵溶液、氢氧化钾溶液或四甲基氢氧化铵；

该方法制备的石墨烯顶栅FET器件，包括绝缘衬底、导电通道、源电极、漏电极、栅介质层、钝化保护层和栅电极，其中，所述导电通道设置于绝缘衬底上，所述导电通道由石墨烯材料构成，所述源电极和漏电极分别设置于导电通道的两端，所述栅介质层覆盖在导电通道上，所述栅电极位于栅介质层之上，所述钝化保护层位于栅电极侧墙；该方法利用T型栅金属电极减小栅电阻，利用自对准工艺减小栅源、栅漏间距离进而减小通路寄生电阻，最终实现高性能石墨烯顶栅FET器件制备。

2.根据权利要求1所述的通过自对准工艺制备石墨烯顶栅场效应晶体管器件的方法，其特征在于，所述栅介质层采用氧化硅、氧化铝、氧化铪、氧化钇、氧化锆或氧化钛。

3.根据权利要求1所述的通过自对准工艺制备石墨烯顶栅场效应晶体管器件的方法，其特征在于，所述利用选择性刻蚀去除栅介质上方覆盖的钝化保护层而保留T型栅金属电极足部侧墙部分的钝化保护层，采用的刻蚀方法为干法刻蚀，刻蚀气体采用四氟化碳、六氟化硫、三氟化氢碳、六氟化二碳、八氟化四碳、四氟化二氢二碳或这些气体的混合气体，刻蚀气体无载气，或采用氮气、氧气、氢气、氩气、氦气作为载气。

4.根据权利要求1所述的通过自对准工艺制备石墨烯顶栅场效应晶体管器件的方法，其特征在于，该方法在制备过程中还包括有源区隔离这一步骤，该步骤跟随在栅介质层沉积、栅金属电极沉积或钝化保护层沉积之后均可。

5.根据权利要求4所述的通过自对准工艺制备石墨烯顶栅场效应晶体管器件的方法，其特征在于，所述有源区隔离，是利用光刻胶对有源区进行保护之后，依次去除有源区之外的钝化保护层、栅介质层和石墨烯。