金刚石器件及其制备方法技术

本发明专利技术适用于半导体技术领域，提供了一种金刚石器件及其制备方法。所述制备方法包括：在金刚石的源电极区和漏电极区沉积石墨烯催化层；将沉积石墨烯催化层的金刚石进行退火处理，在所述金刚石中的源电极区和漏电极区形成石墨烯层；在所述石墨烯层与源电极区对应区域的上表面沉积金属层形成欧姆接触源电极，在所述石墨烯层与漏电极区对应区域的上表面沉积金属层形成欧姆接触漏电极。本发明专利技术能够降低金刚石器件的源极和漏极的欧姆接触电阻，提高金刚石器件的频率性能，进而也提高了金刚石器件的性能。

【技术实现步骤摘要】
金刚石器件及其制备方法
本专利技术属于半导体
，尤其涉及一种金刚石器件及其制备方法。
技术介绍
金刚石具有超宽禁带宽度、超高击穿电场、高载流子迁移率、极高热导率和极强抗辐射能力等特征，金刚石器件具有工作温度高、击穿场强大、截止频率高、功率密度大等优点，是未来微波大功率领域的首选。金刚石器件源极的欧姆接触电阻，以及漏极的欧姆接触电阻均是金刚石器件的寄生电阻的主要来源，金刚石器件的寄生电阻决定了晶体管性能好坏。现有的金刚石器件，源极和漏极的欧姆接触电阻均较大，导致金刚石器件的频率性能下降，降低了金刚石器件的性能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种金刚石器件及其制备方法，以解决现有技术中金刚石器件的源极和栅极的欧姆接触电阻较大的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种金刚石器件的制备方法，包括：在金刚石的源电极区和漏电极区沉积石墨烯催化层；将沉积石墨烯催化层的金刚石进行退火处理，在所述金刚石中的源电极区和漏电极区形成石墨烯层；在所述石墨烯层与源电极区对应区域的上表面沉积金属层形成欧姆接触源电极，在所述石墨烯层与漏电极区对应区域的上表面沉积金属层形成欧姆接触漏电极。可选的，所述在金刚石的源电极区和漏电极区沉积石墨烯催化层，包括：在所述金刚石的上表面沉积石墨烯催化层；在所述石墨烯催化层与源电极区对应的区域和与漏电极区对应的区域上分别涂覆光刻胶层；去除所述金刚石中除源电极区和漏电极区以外区域的石墨烯催化层；去除所述光刻胶层。可选的，所述在所述金刚石的上表面沉积石墨烯催化层，包括：通过磁控溅射法、离子束沉积法和电子束蒸发法中的任一种沉积方法在所述金刚石的上表面沉积石墨烯催化层。可选的，所述去除所述金刚石中除源电极区和漏电极区以外区域的石墨烯催化层，包括：通过硝酸溶液、硫酸溶液、盐酸溶液和氢氟酸溶液中的任一种溶液，对所述金刚石中除源电极区和漏电极区以外区域的石墨烯催化层进行腐蚀处理。可选的，所述石墨烯催化层的材质为金属镍。可选的，所述石墨烯催化层的厚度小于200nm。可选的，所述退火处理的处理温度为900℃至950℃，退火时间为5分钟至10分钟，降温速率为5℃/s至10℃/s。可选的，所述在所述石墨烯层与源电极区对应区域的上表面沉积金属层形成欧姆接触源电极，在所述石墨烯层与漏电极区对应区域的上表面沉积金属层形成欧姆接触漏电极，包括：在所述金刚石中除源电极区和漏电极区以外区域的上表面涂覆光刻胶层；在所述石墨烯层与源电极区对应区域的上表面和所述石墨烯层与漏电极区对应区域的上表面均沉积金属层；去除所述光刻胶层。可选的，所述金属层的材质为钌、铑、钯、银、锇、铱、铂、金、钛、铝、铬、锗、钼、镍、钨、铜、钴和铁中的任一种金属或至少两种金属相互组合的合金。本专利技术实施例第二方面提供了一种金刚石器件，通过如本专利技术实施例第一方面所述的任意一种金刚石器件的制备方法制备得到。本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本专利技术实施例将沉积石墨烯催化层的金刚石进行退火处理，金刚石中的源电极区和漏电极区在石墨烯催化层的催化下形成石墨烯层，并在所述石墨烯层与源电极区对应区域的上表面和所述石墨烯层与漏电极区对应区域的上表面沉积金属层，使石墨烯与金刚石之间、以及石墨烯与金属层之间形成良好的欧姆接触，极大的减小了金刚石器件的欧姆接触电阻，提高金刚石器件的性能，且不需要石墨烯二次转移到金刚石表面的过程，避免了转移过程中杂质和缺陷的引入，保证了金刚石器件的质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的金刚石器件的制备方法的实现流程示意图；图2是本专利技术实施例一提供的步骤S101制备的结构示意图；图3是图1的步骤S101的具体实现流程示意图；图4是本专利技术实施例一提供的步骤S201制备的结构示意图；图5是本专利技术实施例一提供的步骤S202制备的结构示意图；图6是本专利技术实施例一提供的步骤S203制备的结构示意图；图7是本专利技术实施例一提供的步骤S102制备的结构示意图；图8是本专利技术实施例一提供的步骤S103制备的结构示意图；图9是图1的步骤S103的具体实现流程示意图；图10是本专利技术实施例一提供的步骤S301制备的结构示意图；图11是本专利技术实施例一提供的步骤S302制备的结构示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。实施例一请参考图1，为本实施例提供的一种金刚石器件的制备方法，包括：步骤S101，在金刚石110的源电极区和漏电极区沉积石墨烯催化层120。其中，金刚石110为带有导电沟道的多晶金刚石。参见图2，为本实施例提供的步骤S101制备的结构示意图。一个实施例中，所述在金刚石110的源电极区和漏电极区沉积石墨烯催化层120之前，还包括：通过氢等离子体处理法、化学掺杂法和B掺杂法中任一种方法在金刚石110表面形成导电沟道。其中，金刚石110的导电沟道可以为n型导电沟道，也可以是p型导电沟道。一个实施例中，参见图3，步骤S101中在金刚石110的源电极区和漏电极区沉积石墨烯催化层120的具体实现流程包括：步骤S201，在所述金刚石110的上表面沉积石墨烯催化层120。具体的，参见图4，是实施例提供的步骤S201制备的结构示意图，直接在金刚石110的上表面沉积一层石墨烯催化层120，形成图4中示出的结构。一个实施例中，所述在金刚石110的上表面沉积石墨烯催化层120，包括：通过磁控溅射法、离子束沉积法和电子束蒸发法中的任一种沉积方法在所述金刚石110的上表面沉积石墨烯催化层120。可选的，还可以通过电镀、物理气相沉积、化学气相沉积或化学镀等工艺在金刚石110的上表面沉积石墨烯催化层120。示例性的，通过电镀工艺在金刚石110的上表面沉积石墨烯催化层120，然后通过旋涂、喷涂和丝网印刷等工艺在石墨烯催化层120上表面涂覆光刻胶层130，与其他沉积方式相比，电镀工艺能够在特定区域进行定向沉积，并且具有沉积速度快、技术成熟度高、沉积膜层平整致密、成本低等优点。步骤S202，在石墨烯催化层120与源电极区对应的区域和与漏电极区对应的区域上分别涂覆光刻胶层130。具体的，参见图5，是实施例提供的步骤S202制备的结构示意图，石墨烯催化层120与源电极区对应的区域和与漏电极区对应的区域上分别涂覆光刻胶层130形成图5中示出的结构。可选的，光刻胶层130的材质可以是SU-8光刻胶或光敏BCB胶。本实施对光刻胶的材质不做限定。一个实施例中，在石墨烯催化层120与源电极区对应的区域和与漏电极区对应的区域上分别涂覆光刻胶层130，包括：在石墨烯催化层120上涂覆光刻胶层130。去除所述金刚石110中除源电极区和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金刚石器件的制备方法，其特征在于，包括：在金刚石的源电极区和漏电极区沉积石墨烯催化层；将沉积石墨烯催化层的金刚石进行退火处理，在所述金刚石中的源电极区和漏电极区形成石墨烯层；在所述石墨烯层与源电极区对应区域的上表面沉积金属层形成欧姆接触源电极，在所述石墨烯层与漏电极区对应区域的上表面沉积金属层形成欧姆接触漏电极。

【技术特征摘要】
1.一种金刚石器件的制备方法，其特征在于，包括：在金刚石的源电极区和漏电极区沉积石墨烯催化层；将沉积石墨烯催化层的金刚石进行退火处理，在所述金刚石中的源电极区和漏电极区形成石墨烯层；在所述石墨烯层与源电极区对应区域的上表面沉积金属层形成欧姆接触源电极，在所述石墨烯层与漏电极区对应区域的上表面沉积金属层形成欧姆接触漏电极。2.如权利要求1所述的金刚石器件的制备方法，其特征在于，所述在金刚石的源电极区和漏电极区沉积石墨烯催化层，包括：在所述金刚石的上表面沉积石墨烯催化层；在所述石墨烯催化层与源电极区对应的区域和与漏电极区对应的区域上分别涂覆光刻胶层；去除所述金刚石中除源电极区和漏电极区以外区域的石墨烯催化层；去除所述光刻胶层。3.如权利要求2所述的金刚石器件的制备方法，其特征在于，所述在所述金刚石的上表面沉积石墨烯催化层，包括：通过磁控溅射法、离子束沉积法和电子束蒸发法中的任一种沉积方法在所述金刚石的上表面沉积石墨烯催化层。4.如权利要求2所述的金刚石器件的制备方法，其特征在于，所述去除所述金刚石中除源电极区和漏电极区以外区域的石墨烯催化层，包括：通过硝酸溶液、硫酸溶液、盐酸溶液和氢氟酸溶液中的任一种溶液，对所述金刚石中除源电极区和漏电极区...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建超，蔚翠，冯志红，房玉龙，何泽召，王晶晶，刘庆彬，周闯杰，高学栋，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13