一种基于鼓泡法的石墨烯场效应晶体管的制备方法技术

本发明专利技术公开一种石墨烯场效应晶体管，特指一种基于鼓泡法的石墨烯场效应晶体管的制备方法，包括：提供衬底，在所选衬底上形成氧化层；在氧化层上进行光刻打孔；在孔上方转移形成双层石墨烯沟道；将转移后的石墨烯放在抽真空机中，进行抽真空操作，然后进行充气，充入氮气。本发明专利技术采用密闭条件下在真空泵中，对于悬置于孔上方的石墨烯进行压缩抽真空，增大了石墨烯的应力，提高了石墨烯场效应晶体管的开关比，增强了场效应晶体管的敏感特性。

A preparation method of graphene field effect transistors based on bubbling method

The invention discloses a graphene field-effect transistor, in particular to a bubbling method of graphene field-effect transistor preparation method includes: providing a substrate, based on the selected substrate to form an oxide layer; lithography holes in the oxide layer; at the top of the hole transfer form bilayer graphene channel; the after the transfer of graphene on the vacuum machine, vacuum operation, and then inflated, filled with nitrogen. The invention adopts a closed vacuum pump to compress and vacuum the graphene above the hole, which increases the stress of graphene, improves the switching ratio of the graphene field-effect transistor, and enhances the sensitive characteristic of the field effect transistor.

【技术实现步骤摘要】
一种基于鼓泡法的石墨烯场效应晶体管的制备方法
本专利技术涉及石墨烯场效应晶体管，尤其涉及一种基于鼓泡法的石墨烯场效应晶体管的制备方法。
技术介绍
石墨烯(Graphene)是一种二维薄膜纳米材料，其基本原子结构单元是由sp2杂化的碳原子组成的类似苯环结构，这种类似蜂窝状的六角稳固晶格结构让石墨烯具有良好的光学、电学特性，又因为石墨烯与硅基半导体工艺的兼容性，而引起学术界和工业界的广泛关注。随着半导体工业的迅速发展和不断进步，半导体工业工艺技术也取得很大进步，然而，由于摩尔定律的预言，“集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍”。这一定律说明了信息技术发展的速度。但由于器件的性能受到石墨烯自身部分因素的影响，单层石墨烯是零带隙结构、具有金属性的薄膜材料，为了在最低导带和最高价带之间打开一个能隙，有三种方法：一是将石墨烯切割成一维结构，即石墨烯纳米带；二是采用具有微细带隙的双层石墨烯；三是改变石墨烯的特性，引入应力。石墨烯纳米带的概念最早由日本物理学家Fujita和同事于1996年提出。在这个开创性工作中，作者提出石墨烯纳米带的电子能带结构高度取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于鼓泡法的石墨烯场效应晶体管的制备方法，其特征包括以下几个步骤：(1)在提供硅衬底上生长形成氧化层SiO2的过程；(2)对SiO2表面进行预处理，保持表面绝对干燥，涂覆一层HMDS化学增附剂，防止脱落，均匀旋涂光刻胶，然后烘干使胶固化，进行曝光、显影，将掩模板上图形转移到光刻胶上，进行光刻；(3)通过机械剥离法得到的石墨烯转移到制作好的衬底上的步骤；(4)将衬底放入抽真空泵中，改变石墨烯表面应力的步骤：将衬底植入抽真空泵中，将密封装置抽至低压状态，控制真空泵内部压力值，然后通入N2，利用孔内部和外部不同压强的作用，首先，使石墨烯向孔内部压缩，然后通入N2，气体通过石墨烯与衬底之间的间隙，...

【技术特征摘要】
1.一种基于鼓泡法的石墨烯场效应晶体管的制备方法，其特征包括以下几个步骤：(1)在提供硅衬底上生长形成氧化层SiO2的过程；(2)对SiO2表面进行预处理，保持表面绝对干燥，涂覆一层HMDS化学增附剂，防止脱落，均匀旋涂光刻胶，然后烘干使胶固化，进行曝光、显影，将掩模板上图形转移到光刻胶上，进行光刻；(3)通过机械剥离法得到的石墨烯转移到制作好的衬底上的步骤；(4)将衬底放入抽真空泵中，改变石墨烯表面应力的步骤：将衬底植入抽真空泵中，将密封装置抽至低压状态，控制真空泵内部压力值，然后通入N2，利用孔内部和外部不同压强的作用，首先，使石墨烯向孔内部压缩，然后通入N2，气体通过石墨烯与衬底之间的间隙，内部压强增大，石墨烯向外膨胀；(5)在石墨烯两端分别溅射TiW和Au作为场效应晶体管的源极和漏极的步骤；(6)在源极和漏极之间的石墨烯沟道上方形成一层缓冲层ZrO2和栅介质层HfO2，溅射Au，作为栅极，形成一种顶栅结构的石墨烯场效应晶体管。2.根据权利要求1所述的一种基于鼓泡法的石墨烯场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，在硅衬底上生长石墨烯的步骤是指，在Si衬底表面热氧化生长出300nm厚的SiO2，控制温度在1000～1050℃，时间为20～30min。3.根据权利要求1所述的一种基于鼓泡法的石墨烯场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，对SiO2表面预处理，在150～200℃烘箱中烘烧15～30min，保持表面干燥洁净，涂覆一层HMDS化学增附剂，防止脱落。均匀旋涂光刻胶及光刻胶烘干，使胶固化，然后进行曝光、显影，实现图形化的转移。4.根据权利要求1所述的一种基于鼓泡法的石墨烯场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，在未旋涂光刻胶的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王权，曾元明，董金耀，王江祥，韦国成，
申请(专利权)人：江苏大学，镇江市电子管厂，
类型：发明
国别省市：江苏,32