本发明专利技术提供一种石墨烯-金属接合结构、制造石墨烯-金属接合结构的方法和包括该石墨烯-金属接合结构的半导体器件。根据示例实施方式，一种石墨烯-金属接合结构包括：石墨烯层；在石墨烯层上的金属层；以及在石墨烯层和金属层之间的中间材料层。中间材料层从中间材料层中包含的材料的接触金属层的边界部分与金属层形成边缘接触。
【技术实现步骤摘要】
本公开涉及石墨烯-金属接合结构，更具体而言，涉及能够减小石墨烯和金属之 间的接触电阻的石墨烯-金属接合结构、制造该石墨烯-金属接合结构的方法、和/或包括 该石墨烯-金属接合结构的半导体器件。
技术介绍
近来，对于将石墨烯应用到各种领域（例如，纳米电子学、光电子学以及化学传感 器）的研究已经被积极地进行。石墨烯是具有碳原子二维地连接到彼此的结构的材料。石 墨烯非常薄。例如，石墨烯层的厚度可以等于单原子层的厚度。这样的石墨烯通常作为一 片来使用。石墨烯具有优于硅的优良电子迀移率和热特性。石墨烯可以是化学上稳定的， 并且可具有大的表面积。石墨烯可以通过利用化学气相沉积（CVD)方法来合成，或可以通 过逐层地剥落石墨而获得。然而，如果石墨烯被应用于诸如晶体管的半导体器件，则半导体 器件的性能可因为石墨烯和金属之间的接触电阻增加而退化。
技术实现思路
提供石墨烯-金属接合结构、制造该石墨烯-金属接合结构的方法、和/或包括该 石墨烯-金属接合结构的半导体器件。 额外的方面将在以下的描述中部分地被阐述，并且部分将自该描述明显或者可以 通过对示例实施方式的实践而习知。 根据示例实施方式，一种石墨烯-金属接合结构包括：石墨烯层；在石墨烯层上的 金属层；以及在石墨烯层和金属层之间的中间材料层。中间材料层从中间材料层中包含的 材料的接触金属层的边界部分与金属层形成边缘接触。 在示例实施方式中，中间材料层可以包括碳基材料。中间材料层可以包括具有多 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。多个孔可 以是纳米级的，多个晶粒可以是纳米级的。 在示例实施方式中，多孔材料可以是被选择性还原的石墨烯氧化物或者多个碳纳 米管（CNT)，晶体材料可以是包括纳米级晶粒的纳米晶体石墨烯。中间材料层可以被图案 化。 在示例实施方式中，中间材料层可以具有其中多个材料层彼此层叠的多层结构。 多个材料层可以包括接触金属层的材料层。接触金属层的材料层可以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。 根据示例实施方式，一种制造石墨烯-金属接合结构的方法包括：在基板上形成 石墨烯层；在石墨烯层上形成中间材料层，该中间材料层包括在石墨烯层上的碳基材料； 以及在中间材料层上形成金属层。中间材料层从中间材料层中包含的材料的接触金属层的 边界部分与金属层形成边缘接触。 在示例实施方式中，石墨烯层或者中间材料层可以通过转移法、沉积法、生长法、 分散涂布法或喷涂法形成。该方法还可以包括在形成中间材料层之后图案化中间材料层。 在示例实施方式中，形成中间材料层可以包括：在石墨烯层上形成至少一片石墨 烯；以及图案化该至少一片石墨烯。 根据示例实施方式，一种半导体器件包括：在基板上彼此间隔开的第一电极和第 二电极，第一和第二电极包括金属；在基板上在第一电极和所述第二电极之间的栅极绝缘 层；在栅绝缘层上的栅极电极；在基板和第一电极之间的第一石墨烯层；在基板和第二电 极之间的第二石墨烯层；在第一石墨烯层和第一电极之间的第一中间材料层，第一中间材 料层从第一中间材料层中包含的材料的接触第一电极的边界部分与第一电极形成边缘接 触；以及在第二石墨烯层和第二电极之间的第二中间材料层，第二中间材料层从第二中间 材料层中包含的材料的接触第二电极的边界部分与第二电极形成边缘接触。 在示例实施方式中，基板可以包括半导体材料。基板可以包括沿着基板的表面彼 此间隔开的第一区域和第二区域。第一区域和第二区域可以掺杂有杂质。沟道可以在第一 区域和第二区域之间。第一电极和第二电极中的一个可以是源极电极。第一电极和第二电 极中的另一个可以是漏极电极。 根据示例实施方式，一种半导体器件包括：绝缘层，在基板上在基板的一侧；第一 电极，在绝缘层上，第一电极包括金属；第二电极，在基板上在基板的另一侧，第二电极包括 金属；第一石墨烯层，在绝缘层和第一电极之间，第一石墨烯层延伸到基板的表面；第二石 墨烯层，在基板和第二电极之间；第一中间材料层，在第一电极和第一石墨烯层之间，第一 中间材料层从第一中间材料中包含的材料的接触第一电极的边界部分与第一电极形成边 缘接触；第二中间材料层，在第二电极和第二石墨烯层之间，第二中间材料层从第二中间材 料层中包含的材料的接触第二电极的边界部分与第二电极形成边缘接触；栅极绝缘层，在 绝缘层和基板上，栅极绝缘层覆盖第一石墨烯层；以及栅极电极，在栅绝缘层上。 在示例实施方式中，基板可以包括半导体材料。沟道可以形成在基板的表面上，第 二石墨烯层可以接触沟道。第一石墨烯层的一侧可以接触沟道。 根据示例实施方式，一种石墨烯-金属接合结构包括：石墨烯层；在石墨烯层上的 金属层；以及在石墨烯层和金属层之间的中间材料层。中间材料层可以被配置为与通过类 似石墨烯层直接接触类似金属层而限定的侧面接触的接触电阻相比减小石墨烯层和金属 层之间的接触电阻。 在示例实施方式中，中间材料层可以包括限定纳米级孔的多孔材料、包括纳米级 晶粒的晶体材料以及图案化的石墨烯中的至少一种。 在示例实施方式中，多孔材料可以是被选择性还原的石墨烯氧化物或者多个碳纳 米管（CNT)，晶体材料可以是纳米晶体石墨稀。 在示例实施方式中，中间材料层可以具有其中多个材料层可以彼此层叠的多层结 构。 在示例实施方式中，石墨烯层可以在半导体基板上。 根据示例实施方式，一种半导体器件包括：在基板上的上述石墨烯-金属接合结 构中的一种，石墨烯-金属接合结构的金属层是第一电极，石墨烯-金属接合结构的石墨烯 层是基板与第一电极之间的第一石墨烯层，石墨烯-金属接合结构的中间材料层是第一中 间材料层；在基板上与第一电极间隔开的第二电极，第一和第二电极包括金属；在基板上 在第一电极与第二电极之间的栅极绝缘层；在栅极绝缘层上的栅极电极；在基板与第二电 极之间的第二石墨烯层；以及在第二石墨烯层与第二电极之间的第二中间材料层，第二中 间材料层从第二中间材料层中包含的材料的接触第二电极的边界部分与第二电极形成边 缘接触。 根据示例实施方式，一种半导体器件包括：在基板上在基板的一侧的绝缘层；在 绝缘层上的上述石墨烯-金属接合结构中的一种，石墨烯-金属接合结构的金属层是绝缘 层上的第一电极，第一电极包括金属，石墨烯-金属接合结构的石墨烯层是绝缘层与第一 电极之间的第一石墨稀层，第一石墨稀层延伸至基板的表面，石墨稀-金属接合结构的中 间材料层是第一电极与第一石墨烯层之间的第一中间材料层；在基板上在基板的另一侧的 第二电极，第二电极包括金属；在基板与第二电极之间的第二石墨烯层；在第二电极与第 二石墨烯层之间的第二中间材料层，第二中间材料层从第二中间材料层中包含的材料的接 触第二电极的边界部分与第二电极形成边缘接触；在绝缘层和基板上的栅极绝缘层，栅极 绝缘层覆盖第一石墨烯层；以及在栅极绝缘层上的栅极电极。【附图说明】 从以下结合附图对非限制示例实施方式的描述，这些和/或其它方面将变得清晰 且更易于理解，在不同的视图中相同的附图标记始终指示相同的部件。附图不必按比例绘 制，重点在于示出本专利技术构思的原理。在附图中： 图1A是石墨烯-金属接合结构的图示，其中石墨烯和金属处于侧面接触状态； 本文档来自技高网...
【技术保护点】
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。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李载昊，申铉振，李珉贤，李昌锡，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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