[发明专利]凹槽结构的悬空石墨烯沟道晶体管的制备方法

摘要

本发明为一种凹槽结构的悬空石墨烯沟道晶体管的制备方法，解决了石墨烯沟道与衬底和栅介质层直接接触带来的性能降低的问题。本发明方法在衬底上形成凹槽结构，在凹槽底部制作栅电极和栅介质，然后转移石墨烯薄膜至衬底上以覆盖凹槽，且在石墨烯薄膜两侧制作源、漏极，石墨烯薄膜和栅介质之间形成悬空的石墨烯沟道，避免了石墨烯沟道与衬底、栅介质直接接触。通过悬空的石墨烯沟道，避免衬底和栅介质层对石墨烯基本特性的影响，进一步提高了石墨烯晶体管的性能。

主权项

一种凹槽结构的悬空石墨烯沟道晶体管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）取衬底（101），在衬底（101）上表面刻蚀有凹槽（102），凹槽（102）个数为单个或者多个,当凹槽（102）个数为多个时，相邻两个凹槽（102）的间距为5nm‑5um，并且在多个凹槽（102）的同一端还刻蚀有一个将多个凹槽连通的连通槽（108）；其中，所述的衬底（101）材料为SiO2、SiO2/Si、石英或塑料；2）在衬底（101）上的凹槽（102）槽底和连通槽（108）槽底淀积一层导电材料作为栅电极（103），在凹槽（102）槽底的栅电极（103）上再淀积一层栅介质（104）；其中，所述的导电材料为金属、半导体或聚合物材料，所述的栅介质（104）为SiO2、Si3N4、Ta2O5、Pr2O3、HfO2、Al2O3或ZrO2；3）在衬底（101）上表面转移一层完全覆盖凹槽（102）的石墨烯薄膜（105），凹槽（102）内的栅介质（104）和石墨烯薄膜（105）之间有空气间隔；4）在石墨烯薄膜（105）上位于凹槽（102）两侧的位置各淀积一层导电材料，一侧作为源极（106）、另一侧作为漏极（107）；其中，所述的导电材料为金属、半导体或聚合物材料。