[发明专利]石墨烯-金属接合结构、其制造方法和半导体器件

权利要求书

1.一种石墨烯-金属接合结构，包括：

石墨烯层；

在所述石墨烯层上的金属层；以及

在所述石墨烯层和所述金属层之间的中间材料层，

所述中间材料层从所述中间材料层中包含的材料的接触所述金属层的边界部分与所述金属层形成边缘接触，

其中所述中间材料层包括碳基材料，

其中所述中间材料层包括具有多个孔的多孔材料、包括多个晶粒的晶体材料以及图案化的石墨烯中的至少一种，

其中所述多孔材料是被选择性还原的石墨烯氧化物或者多个碳纳米管（CNT），所述晶体材料是包括纳米级晶粒的纳米晶体石墨烯。

2.根据权利要求1所述的石墨烯-金属接合结构，其中

所述多个孔是纳米级的，以及

所述多个晶粒是纳米级的。

3.根据权利要求1所述的石墨烯-金属接合结构，其中所述中间材料层被图案化。

4.根据权利要求1所述的石墨烯-金属接合结构，其中所述中间材料层具有其中多个材料层彼此层叠的多层结构。

5.根据权利要求4所述的石墨烯-金属接合结构，其中

所述多个材料层包括接触所述金属层的材料层，以及

接触所述金属层的所述材料层包括具有多个孔的多孔材料、包括多个晶粒的晶体材料以及图案化的石墨烯中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的石墨烯-金属接合结构，其中所述中间材料层被配置为与通过所述石墨烯层直接接触所述金属层而限定的侧面接触的接触电阻相比减小所述石墨烯层和所述金属层之间的接触电阻。

7.根据权利要求6所述的石墨烯-金属接合结构，其中所述中间材料层具有其中多个材料层彼此层叠的多层结构。

8.根据权利要求6所述的石墨烯-金属接合结构，还包括：

半导体基板，其中

所述石墨烯层在所述半导体基板上。

9.一种制造石墨烯-金属接合结构的方法，所述方法包括：

在基板上形成石墨烯层；

在所述石墨烯层上形成中间材料层，所述中间材料层包括碳基材料；以及

在所述中间材料层上形成金属层，所述中间材料层从所述中间材料层中包含的材料的接触所述金属层的边界部分与所述金属层形成边缘接触，

其中所述中间材料层包括具有多个孔的多孔材料、包括多个晶粒的晶体材料以及图案化的石墨烯中的至少一种，

其中所述多孔材料是被选择性还原的石墨烯氧化物或者多个碳纳米管（CNT），所述晶体材料是包括纳米级晶粒的纳米晶体石墨烯。

10.根据权利要求9所述的方法，其中形成所述石墨烯层包括转移法、沉积法、生长法、分散涂布法或喷涂法。

11.根据权利要求9所述的方法，其中形成所述中间材料层包括转移法、沉积法、生长法、分散涂布法或喷涂法。

12.根据权利要求9所述的方法，还包括：

在形成所述中间材料层之后，图案化所述中间材料层。

13.根据权利要求9所述的方法，其中形成所述中间材料层包括：

在所述石墨烯层上形成至少一片石墨烯；以及

图案化所述至少一片石墨烯。