【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石墨烯晶体管制造的领域，尤其是涉及埋栅结构石墨烯晶体管的制备工艺。
技术介绍
1、石墨烯，即单层石墨，是迄今为止最薄的二维电子薄膜材料。石墨烯的电子迁移率很高，高达105cm2v-1s-1数量级，远高于硅中电子迁移率。理论上，石墨烯中所有sp2杂化的碳原子均饱和成键，结构稳定，其所能承载的电流密度高、抗电击穿能力强；利用石墨烯制作场效应晶体管，可使沟道厚度降低至单原子尺度，其沟道长度也有可能缩短至纳米尺寸，而且不存在类似于硅基器件中的短沟效应，故石墨烯在高速电子器件领域将具有巨大的应用潜力.。
2、目前，石墨烯晶体管的结构主要有两种，一种是背栅结构，石墨烯做沟道，用硅衬底表面的二氧化硅做栅介质，用高掺杂的硅基底做栅电极，该种结构的晶体管，其沟道长度因光刻精度或限于其它微加工工艺，目前报道的最小沟道长度为40纳米；且背栅结构的晶体管寄生电容很大，无法实现器件的集成；另一种晶体管结构是顶栅结构，石墨烯作沟道，用sio2，al2o3或hfo2等做栅介质材料等，用电子束光刻技术定义栅电极和栅介质，但其沟道长度或栅电极受限于电子束光刻精度，通常很难达到10纳米以下。由于受限于微加工技术或工艺过程，上述两种结构石墨烯晶体管的沟道长度很难降低至10纳米以下。
3、本申请提供一种埋栅结构石墨烯晶体管的制备工艺。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供埋栅结构石墨烯晶体管的制备工艺。
2、本专利技术提供的埋栅结构石墨烯晶体管的制备工艺
3、埋栅结构石墨烯晶体管的制备工艺，以单晶硅为衬底，在上面高温氧化生成1微米厚的二氧化硅，氧化温度为1100℃，氧化时间为干氧30分钟，湿氧140分钟，干氧30分钟，气体流量为干氧1l/min，湿氧0.4l/min。
4、可选的，在样品表面做一次光刻，定义出栅电极图形。有栅电极的位置暴露出来，其余部分由光刻胶阻挡。
5、可选的，用深槽反应离子刻蚀机在二氧化硅上面刻蚀出600纳米深的槽，刻蚀参数为，压强20毫托，功率100瓦，气体流量为三氟甲烷50sccm，氩气5sccm，氦气50sccm。刻蚀3次，每次8分钟，每两次刻蚀间隔10分钟。
6、可选的，用丙酮，无水乙醇和去离子水分别清洗样片。为了去掉表面残余光刻胶，丙酮清洗时用超声波清洗3分钟。
7、可选的，用电子束蒸发设备在样片表面生长800/10纳米厚的金属铝/钛，保证栅电极槽被填充满。
8、可选的，采用抛光的方法，去除表面金属，使样片表面平整化而保留槽里面的金属。
9、可选的，在样片表面生长栅介质。本文尝试了铝自然氧化生成氧化铝，原子层沉积生长氧化铪、pecvd生长非晶硅等栅介质材料。
10、可选的，在栅介质表面，栅电极pad的位置，用光刻和干法刻蚀工艺把栅介质部分去掉，暴露出栅电极金属pad，以便于测试。
11、可选的，在样片表面转移石墨烯，并且用光刻和氧等离子刻蚀工艺使其图形化，形成沟道形状。
12、可选的，用az5214光刻胶进行光刻，来定义源漏电极图形，需要生长金属的区域暴露出来，其余部分由光刻胶阻挡，用电子束蒸发设备生长40纳米镍，然后剥离，形成源漏金属电极，器件制备完毕。
13、综上所述，本专利技术包括以下有益技术效果：
14、1.由于埋栅结构gfet可以实现每一个器件栅电极的独立控制，克服了全背栅结构一个栅电极控制所有晶体管的缺陷。并且具有生长栅介质不会对石墨烯造成影响的优点。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.埋栅结构石墨烯晶体管的制备工艺，其特征在于：以单晶硅为衬底，在上面高温氧化生成1微米厚的二氧化硅，氧化温度为1100℃，氧化时间为干氧30分钟，湿氧140分钟，干氧30分钟，气体流量为干氧1L/min，湿氧0.4L/min。
2.根据权利要求1所述的埋栅结构石墨烯晶体管的制备工艺，其特征在于：在样品表面做一次光刻，定义出栅电极图形。有栅电极的位置暴露出来，其余部分由光刻胶阻挡。
3.根据权利要求2所述的埋栅结构石墨烯晶体管的制备工艺，其特征在于：用深槽反应离子刻蚀机在二氧化硅上面刻蚀出600纳米深的槽，刻蚀参数为，压强20毫托，功率100瓦，气体流量为三氟甲烷50sccm，氩气5sccm，氦气50sccm。刻蚀3次，每次8分钟，每两次刻蚀间隔10分钟。
4.根据权利要求3所述的埋栅结构石墨烯晶体管的制备工艺，其特征在于：用丙酮，无水乙醇和去离子水分别清洗样片，为了去掉表面残余光刻胶，丙酮清洗时用超声波清洗3分钟。
5.根据权利要求4所述的埋栅结构石墨烯晶体管的制备工艺，其特征在于：用电子束蒸发设备在样片表面生长800/10纳米厚
6.根据权利要求5所述的埋栅结构石墨烯晶体管的制备工艺，其特征在于：采用抛光的方法，去除表面金属，使样片表面平整化而保留槽里面的金属。
7.根据权利要求6所述的埋栅结构石墨烯晶体管的制备工艺，其特征在于：在样片表面生长栅介质，原子层沉积生长氧化铪、PECVD生长非晶硅等栅介质材料。
8.根据权利要求7所述的埋栅结构石墨烯晶体管的制备工艺，其特征在于：在栅介质表面，栅电极PAD的位置，用光刻和干法刻蚀工艺把栅介质部分去掉，暴露出栅电极金属PAD，以便于测试。
9.根据权利要求8所述的埋栅结构石墨烯晶体管的制备工艺，其特征在于：在样片表面转移石墨烯，并且用光刻和氧等离子刻蚀工艺使其图形化，形成沟道形状。
10.根据权利要求9所述的埋栅结构石墨烯晶体管的制备工艺，其特征在于：用AZ5214光刻胶进行光刻，来定义源漏电极图形，需要生长金属的区域暴露出来，其余部分由光刻胶阻挡，用电子束蒸发设备生长40纳米镍，然后剥离，形成源漏金属电极，器件制备完毕。
...【技术特征摘要】
1.埋栅结构石墨烯晶体管的制备工艺，其特征在于：以单晶硅为衬底，在上面高温氧化生成1微米厚的二氧化硅，氧化温度为1100℃，氧化时间为干氧30分钟，湿氧140分钟，干氧30分钟，气体流量为干氧1l/min，湿氧0.4l/min。
2.根据权利要求1所述的埋栅结构石墨烯晶体管的制备工艺，其特征在于：在样品表面做一次光刻，定义出栅电极图形。有栅电极的位置暴露出来，其余部分由光刻胶阻挡。
3.根据权利要求2所述的埋栅结构石墨烯晶体管的制备工艺，其特征在于：用深槽反应离子刻蚀机在二氧化硅上面刻蚀出600纳米深的槽，刻蚀参数为，压强20毫托，功率100瓦，气体流量为三氟甲烷50sccm，氩气5sccm，氦气50sccm。刻蚀3次，每次8分钟，每两次刻蚀间隔10分钟。
4.根据权利要求3所述的埋栅结构石墨烯晶体管的制备工艺，其特征在于：用丙酮，无水乙醇和去离子水分别清洗样片，为了去掉表面残余光刻胶，丙酮清洗时用超声波清洗3分钟。
5.根据权利要求4所述的埋栅结构石墨烯晶体管的制备工艺，其特征在于：用电子束蒸发设备在样片表面...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩馨语，何璐，
申请(专利权)人：无锡源康利科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。