[发明专利]一种石墨烯场效应晶体管及其制造方法

摘要

一种石墨烯场效应晶体管及其制造方法，该制造方法包括以下步骤：利用顶栅金属作为掩膜保护顶栅金属下方的栅介质，对栅介质层进行刻蚀，去除栅源、栅漏之间石墨烯有源区上覆盖的栅介质；再以顶栅电极为掩膜，对石墨烯进行刻蚀，破坏石墨烯材料的晶格结构，形成缺陷；之后在上述形成的器件上形成一金属薄膜层，在金属薄膜层上制备源电极和漏电极；对完成后的器件进行退火。本发明方法不仅可以减小栅源和栅漏之间的间距，有效地避免器件加工工艺对石墨烯的污染，而且通过对接触区石墨烯材料进行部分刻蚀，可以得到较小的接触电阻率，从而提高石墨烯晶体管的性能。

主权项

1.一种石墨烯场效应晶体管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：在衬底上依次形成绝缘层、石墨烯层、栅介质层和顶栅金属电极层；其中，所述石墨烯层位于所述绝缘层上，作为导电通道；利用所述顶栅金属电极层作为掩膜，对上述形成的器件上表面进行蚀刻，去除所述顶栅金属电极层覆盖区域之外的栅介质层；继续以所述顶栅金属电极层为掩膜，对沟道区的石墨烯层进行刻蚀，破坏所述石墨烯层中石墨烯材料的晶格结构，形成缺陷；在上述形成的器件上形成一金属薄膜层，在所述金属薄膜层上制备源电极和漏电极；其中，在栅源、栅漏间的石墨烯层上形成的所述金属薄膜层采用能够被化学溶液腐蚀的金属；对完成的器件进行退火处理；其中，所述退火是在快速退火炉或管式炉中进行的；退火气氛为氮气、氮气/氢气或氢气/氩气，温度为250～450℃之间；当采用快速退火炉时，设置的时间为3～10min；当采用管式炉时，设置的时间为30min～2h。