[发明专利]半导电石墨烯结构、形成此类结构的方法及包含此类结构的半导体装置

权利要求书

1.一种半导体结构，其包括：

衬底，所述衬底包括含硅材料；

直接在所述衬底上方的石墨烯材料；及

石墨烯晶格匹配材料，其直接在所述石墨烯材料的至少一部分上方且键结到所述石墨烯材料的所述至少一部分，所述石墨烯晶格匹配材料具有在所述石墨烯材料的晶格常数或键长的倍数的约±5％内的晶格常数。

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中所述半导体结构具有至少约0.5eV的能量带隙。

3.一种半导体装置，其包括：

衬底，所述衬底包括含硅材料；

源极；

漏极；

栅极结构；及

半导电石墨烯结构，所述半导电石墨烯结构邻近于所述源极及所述漏极中的至少一者，所述半导电石墨烯结构包括：

直接在所述衬底上方的石墨烯材料，及

直接在所述石墨烯材料的至少一部分上方且键结到所述石墨烯材料的所述至少一部分的石墨烯晶格匹配材料，所述石墨烯晶格匹配材料具有在所述石墨烯材料的晶格常数或键长的倍数的约±5％内的晶格常数。

4.根据权利要求3所述的半导体装置，其中所述源极及所述漏极中的至少一者包括未改质石墨烯。

5.一种对石墨烯材料的能量带隙进行改质的方法，所述方法包括：

直接在衬底上方形成石墨烯材料，所述衬底包括含硅材料；及

形成直接在所述石墨烯材料的至少一部分上方且键结到所述石墨烯材料的所述至少一部分的石墨烯晶格匹配材料以对所述石墨烯材料的能量带隙进行改质，所述石墨烯晶格匹配材料具有在所述石墨烯材料的晶格常数或键长的倍数的约±5％内的晶格常数。

6.根据权利要求5所述的方法，其中直接在所述石墨烯材料的至少一部分上方形成石墨烯晶格匹配材料包括直接在所述石墨烯材料的所述至少一部分上方形成所述石墨烯晶格匹配材料而不使所述石墨烯材料的周期性交替。

7.一种半导体结构，其包括：

衬底，所述衬底包括含硅材料；

直接在所述衬底上方的石墨烯材料；及

石墨烯晶格匹配材料，其直接在所述石墨烯材料的至少一部分上方且键结到所述石墨烯材料的所述至少一部分，所述石墨烯晶格匹配材料包括单胞向量，所述单胞向量与所述石墨烯材料的晶格向量对准或与所述石墨烯材料的石墨烯键对准，其中所述半导体结构包括至少约0.5eV的能量带隙。

8.一种半导体装置，其包括：

衬底，所述衬底包括含硅材料；

源极；

漏极；

栅极结构；及

半导电石墨烯结构，所述半导电石墨烯结构邻近于所述源极或所述漏极中的至少一者，所述半导电石墨烯结构具有至少约0.5eV的能量带隙且包括：

直接在所述衬底上方的石墨烯材料，及

直接在所述石墨烯材料的至少一部分上方且键结到所述石墨烯材料的所述至少一部分的石墨烯晶格匹配材料，所述石墨烯晶格匹配材料包括单胞向量，所述单胞向量与所述石墨烯材料的晶格向量对准或与所述石墨烯材料的石墨烯键对准。

9.根据权利要求8所述的半导体装置，其进一步包括上覆于所述半导电石墨烯结构的所述石墨烯晶格匹配材料上的栅极电介质材料；以及上覆于所述栅极电介质材料上的栅极结构。

10.一种对石墨烯材料的能量带隙进行改质的方法，所述方法包括：

直接在衬底上方形成石墨烯材料，所述衬底包括含硅材料；及

形成直接在所述石墨烯材料的至少一部分上方且键结到所述石墨烯材料的所述至少一部分的石墨烯晶格匹配材料以对所述石墨烯材料的能量带隙进行改质，所述石墨烯晶格匹配材料包括单胞向量，所述单胞向量与所述石墨烯材料的晶格向量对准或与所述石墨烯材料的石墨烯键对准。