[发明专利]一种混合石墨烯电极的半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种混合石墨烯电极的半导体器件，其特征在于包括：N型衬底(1)，在N型衬底(1)的一个表面上设有背部电极金属(6)，在N型衬底(1)的另一个表面上设有N型缓冲层(2)，在N型缓冲层(2)上设有N型外延层(3)，N型外延层(3)表面设有与N型外延层(3)形成肖特基接触的石墨烯电极(4)和高功函数金属电极(5)。

2.根据权利要求1所述的混合石墨烯电极的半导体器件，其特征在于，所述的N型外延层(3)的上表面为多个凸起，石墨烯电极(4)位于该凸起的顶部，高功函数金属电极(5)位于该凸起的侧面和N型外延层(3)的上表面。

3.根据权利要求1所述的混合石墨烯电极的半导体器件，其特征在于，所述的高功函数金属电极(5)嵌入N型外延层(3)的上表面，与N型外延层(3)形成肖特基接触的石墨烯电极(4)覆盖在高功函数金属电极(5)和N型外延层(3)的上表面。

4.根据权利要求1、2或3所述的混合石墨烯电极的半导体器件，其特征在于，所述石墨烯电极(4)的材料不限于单层石墨烯或者多层石墨烯，或具有石墨烯特性的二维材料。

5.一种如权利要求1、2或3所述的混合石墨烯电极的半导体器件的制造方法，其特征在于，

步骤1.取一个N型衬底(1)，使用溅射工艺，在N型衬底(1)的一个表面上制作背部电极金属(6)，在N型衬底(1)的另一个表面上生长N型缓冲层(2)，

步骤2.在N型缓冲层(2)表面上形成N型外延层(3)，

步骤3.使用转移法将石墨烯转移到N型外延层(3)表面，然后，使用等离子体反应刻蚀技术，刻蚀掉部分石墨烯，留下间隔分布的石墨烯电极(4)，

步骤4.使用溅射工艺和金属剥离工艺在N型外延层(3)上形成和石墨烯电极(4)紧密接触间隔排布的高功函数金属电极(5)，组成混合石墨烯电极。

6.根据权利要求5所述的混合石墨烯电极的半导体器件的制造方法，其特征在于，步骤4所使用的高功函数金属电极(5)为功函数高于石墨烯费米能级的金属，以及不限于其他功函数高于石墨烯并可以用作电极的材料。

7.根据权利要求5所述的混合石墨烯电极的半导体器件的制造方法，其特征在于，步骤4所述混合石墨烯电极，结构上石墨烯与高功函数金属电极为恰好搭接、部分搭接或完全覆盖。