石墨烯胶囊封装晶体管制备方法技术

本发明专利技术适用于石墨烯晶体管制备技术领域，提供了一种石墨烯胶囊封装晶体管的制备方法，包括：在第一预设衬底上生长h‑BN薄膜并利用第一光刻胶制备h‑BN台面样品；将h‑BN台面样品去除第一预设衬底后通过热释放胶带转移到石墨烯上，并去除热释放胶带以及第一光刻胶，获得石墨烯样品；其中石墨烯样品包括h‑BN台面；对石墨烯样品进行第一次刻蚀，获得较h‑BN台面大的石墨烯台面；在石墨烯台面以及h‑BN台面上分别制备源极、漏极以及栅极，获得石墨烯胶囊封装晶体管。本发明专利技术的石墨烯胶囊封装晶体管的制备方法，可以使源极和漏极与石墨烯台面形成水平面内电极接触，从而降低接触电阻，降低石墨烯胶囊封装晶体管的制备难度，提高成品率。

Preparation of graphene encapsulated transistors

【技术实现步骤摘要】
石墨烯胶囊封装晶体管制备方法
本专利技术属于石墨烯晶体管制备
，尤其涉及一种石墨烯胶囊封装晶体管制备方法。
技术介绍
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角形且呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，具有优异的光学、电学、力学特性，由于石墨烯作为二维材料具有较大的表面能，使石墨烯表面容易吸附空气中的杂质，导致制作晶体管中的石墨烯存在较大的电子散射，且当由石墨烯制备的晶体管工作时，石墨烯发热，空气中的氧与石墨烯发生反应进而导致石墨烯晶体管性能退化。目前解决上述问题的方法是采用胶囊封装方法，将石墨烯封装于六方氮化硼h-BN薄膜内，隔绝石墨烯与空气的接触，从而避免石墨烯晶体管性能的退化。然而现有的胶囊封装形式为先制作石墨烯h-BN异质结，从而直接将石墨烯封装于h-BN内，这样制作的源漏电极只能与石墨烯形成边缘接触，而边缘接触的石墨烯与源漏电极不易对准，容易使石墨烯胶囊封装晶体管的接触电阻变得非常高，从而导致石墨烯胶囊封装晶体管的制备难度增大、成品率低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种石墨烯胶囊封装晶体管的制备方法，以解决现有技术中的石墨烯胶囊封装晶体管制备难度大，成品率低的问题。本专利技术实施例提供了一种石墨烯胶囊封装晶体管的制备方法，包括：在第一预设衬底上生长h-BN薄膜并利用第一光刻胶制备h-BN台面样品；将所述h-BN台面样品去除所述第一预设衬底后通过热释放胶带转移到石墨烯上，并去除所述热释放胶带以及所述第一光刻胶，获得石墨烯样品；其中所述石墨烯样品包括所述h-BN台面样品中去除所述第一预设衬底后的h-BN台面；对所述石墨烯样品进行第一次刻蚀，获得较所述h-BN台面大的石墨烯台面，其中所述h-BN台面在所述石墨烯台面范围内；在所述石墨烯台面以及所述h-BN台面上分别制备源极、漏极以及栅极，获得石墨烯胶囊封装晶体管。可选的，所述在第一预设衬底上生长h-BN薄膜并利用第一光刻胶制备h-BN台面样品，包括：在第一预设衬底上生长h-BN薄膜；在所述h-BN薄膜上旋涂第一光刻胶，对所述第一光刻胶光刻显影，获得第一光刻胶图案；以所述第一光刻胶图案作为掩膜，对未被所述第一光刻胶图案覆盖的h-BN薄膜进行第二次刻蚀，获得h-BN台面样品。可选的，所述将所述h-BN台面样品去除所述第一预设衬底后通过热释放胶带转移到石墨烯上，并去除所述热释放胶带以及所述第一光刻胶，获得石墨烯样品，包括：将所述热释放胶带粘在所述h-BN台面样品的第一光刻胶图案上，采用腐蚀液腐蚀掉所述h-BN台面样品上的所述第一预设衬底，获得第一样品；将所述第一样品平铺于生长在第二预设衬底上的石墨烯上并加热，释放掉所述热释放胶带，获得第二样品；使用丙酮去除所述第二样品上的所述第一光刻胶图案，获得石墨烯样品。可选的，所述腐蚀液为过硫酸铵或三氯化铁中的任一种。可选的，所述对所述石墨烯样品进行第一次刻蚀，获得较所述h-BN台面大的石墨烯台面，包括：在所述石墨烯样品表面旋涂第二光刻胶，对所述第二光刻胶光刻显影，获得第二光刻胶图案；以所述第二光刻胶图案作为掩膜，对未被所述第二光刻胶图案覆盖的石墨烯进行第一次刻蚀，去除所述第二光刻胶图案，获得较所述h-BN台面大的石墨烯台面。可选的，所述石墨烯台面和所述h-BN台面均包括一个长端和一个短端，所述h-BN台面的短端与所述石墨烯台面的短端长度相同，所述h-BN台面的长端的两个端点位于所述石墨烯台面长端的两个端点之间。可选的，所述在所述石墨烯台面以及所述h-BN台面上分别制备源极、漏极以及栅极，获得石墨烯胶囊封装晶体管，包括：在所述石墨烯台面两端的垂直侧壁和未被h-BN台面覆盖的水平表面上分别制备所述源极和漏极，在所述h-BN台面上制备所述栅极，获得石墨烯胶囊封装晶体管。可选的，所述在所述石墨烯台面两端的垂直侧壁和未被h-BN台面覆盖的水平表面上分别制备所述源极和漏极，包括：在所述h-BN台面、未被所述h-BN台面覆盖的石墨烯台面以及未被所述石墨烯台面覆盖的第二预设衬底上旋涂第三光刻胶，对所述第三光刻胶光刻显影，获得第三光刻胶图案；根据所述第三光刻胶图案，在所述石墨烯台面两端的垂直侧壁和未被h-BN台面覆盖的石墨烯台面的水平表面上分别沉积源极和漏极，去除所述第三光刻胶，获得所述源极和所述漏极。可选的，所述在所述h-BN台面上制备所述栅极，获得石墨烯胶囊封装晶体管，包括：在获得所述源极和漏极后的台面上旋涂第四光刻胶，对所述第四光刻胶电子束光刻并显影，获得第四光刻胶图案；根据所述第四光刻胶图案，在所述h-BN台面上蒸发栅极，去除所述第四光刻胶，获得石墨烯胶囊封装晶体管。可选的，所述第一预设衬底为铜；所述第二预设衬底为碳化硅。本专利技术实施例通过先制备h-BN台面样品，再将h-BN台面样品转移至石墨烯上获得包括平铺在石墨烯上的h-BN台面的石墨烯样品，对石墨烯样品进行第一次刻蚀，获得比h-BN台面大的石墨烯台面，由于先获得h-BN台面再获得石墨烯台面，可以在h-BN台面下方预留出足够大的石墨烯台面，在石墨烯台面以及h-BN台面上制备源极和漏极时，源极和漏极能够与石墨烯台面形成水平面内欧姆接触而不只是边缘接触，可以有效降低接触电阻，从而降低石墨烯胶囊封装晶体管的制备难度，提高成品率。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提供的石墨烯胶囊封装晶体管的制备方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的获得h-BN台面样品的制备方法的流程示意图；图3(1)是本专利技术实施例提供的在h-BN薄膜上旋涂第一光刻胶并光刻后的剖面结构示意图；图3(2)是本专利技术实施例提供的h-BN台面的剖面结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的获得石墨烯样品的制备方法的流程示意图；图5(1)是本专利技术实施例提供的第一样品的剖面结构图；图5(2)是本专利技术实施例提供的第二样品的剖面结构图；图5(3)是本专利技术实施例提供的石墨烯样品的剖面结构示意图；图6(1)是本专利技术实施例提供的在石墨烯样品表面旋涂第二光刻胶并光刻后的剖面结构示意图。图6(2)是本专利技术实施例提供的对石墨烯进行第一次刻蚀后的剖面结构示意图；图7(1)是本专利技术实施例提供的旋涂第三光刻胶并光刻后的剖面结构示意图；图7(2)是本专利技术实施例提供的获得源极和漏极后的剖面结构示意图；图8(1)是本专利技术实施例提供的旋涂第四光刻胶并光刻后的剖面结构示意图；图8(2)是本专利技术实施例提供的石墨烯胶囊封装晶体管的剖面结构示意图。图中：1-第一预设衬底；2-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯胶囊封装晶体管的制备方法，其特征在于，包括：/n在第一预设衬底上生长h-BN薄膜并利用第一光刻胶制备h-BN台面样品；/n将所述h-BN台面样品去除所述第一预设衬底后通过热释放胶带转移到石墨烯上，并去除所述热释放胶带以及所述第一光刻胶，获得石墨烯样品；其中所述石墨烯样品包括所述h-BN台面样品中去除所述第一预设衬底后的h-BN台面；/n对所述石墨烯样品进行第一次刻蚀，获得较所述h-BN台面大的石墨烯台面，其中所述h-BN台面在所述石墨烯台面范围内；/n在所述石墨烯台面以及所述h-BN台面上分别制备源极、漏极以及栅极，获得石墨烯胶囊封装晶体管。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯胶囊封装晶体管的制备方法，其特征在于，包括：
在第一预设衬底上生长h-BN薄膜并利用第一光刻胶制备h-BN台面样品；
将所述h-BN台面样品去除所述第一预设衬底后通过热释放胶带转移到石墨烯上，并去除所述热释放胶带以及所述第一光刻胶，获得石墨烯样品；其中所述石墨烯样品包括所述h-BN台面样品中去除所述第一预设衬底后的h-BN台面；
对所述石墨烯样品进行第一次刻蚀，获得较所述h-BN台面大的石墨烯台面，其中所述h-BN台面在所述石墨烯台面范围内；
在所述石墨烯台面以及所述h-BN台面上分别制备源极、漏极以及栅极，获得石墨烯胶囊封装晶体管。


2.如权利要求1所述的石墨烯胶囊封装晶体管的制备方法，其特征在于，所述在第一预设衬底上生长h-BN薄膜并利用第一光刻胶制备h-BN台面样品，包括：
在第一预设衬底上生长h-BN薄膜；
在所述h-BN薄膜上旋涂第一光刻胶，对所述第一光刻胶光刻显影，获得第一光刻胶图案；
以所述第一光刻胶图案作为掩膜，对未被所述第一光刻胶图案覆盖的h-BN薄膜进行第二次刻蚀，获得h-BN台面样品。


3.如权利要求2所述的石墨烯胶囊封装晶体管的制备方法，其特征在于，所述将所述h-BN台面样品去除所述第一预设衬底后通过热释放胶带转移到石墨烯上，并去除所述热释放胶带以及所述第一光刻胶，获得石墨烯样品，包括：
将所述热释放胶带粘在所述h-BN台面样品的第一光刻胶图案上，采用腐蚀液腐蚀掉所述h-BN台面样品上的所述第一预设衬底，获得第一样品；
将所述第一样品平铺于生长在第二预设衬底上的石墨烯上并加热，释放掉所述热释放胶带，获得第二样品；
使用丙酮去除所述第二样品上的所述第一光刻胶图案，获得石墨烯样品。


4.如权利要求3所述的石墨烯胶囊封装晶体管的制备方法，其特征在于，所述腐蚀液为过硫酸铵或三氯化铁中的任一种。


5.如权利要求1所述的石墨烯胶囊封装晶体管的制备方法，其特征在于，所述对所述石墨烯样品进行第一次刻蚀，获得较所述h-BN台面大的石墨烯台面，包括：
在所述石墨烯样品表面旋涂第二光刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：高学栋，冯志红，蔚翠，何泽召，刘庆彬，郭建超，周闯杰，
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