【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体领域，特别涉及一种石墨烯场效应管及其制备方法。
技术介绍
1、石墨烯由于其高迁移率、高热导率、高饱和速度等优异特性，高速电子器件领域有极大的应用潜力，如将石墨烯场效应管应用在模拟射频电路领域。为了提高石墨烯场效应管的直流性能和交流性能，人们通常会从器件结构、电极材料、工艺流程等角度去对器件的寄生效应、跨导、接触电阻、截止频率、最大振荡频率等重要指标进行改善。
2、而在传统制备场效应晶体管的工艺过程中，必然需要经历多步光刻套刻过程，其中引入的多次光刻胶会直接接触石墨烯材料，将在其石墨烯沟道部分引入大量无法彻底去除的有机杂质，引发载流子输运过程中的杂质散射，减弱晶体管的直流和频率性能。同时由于套刻精度有限，在栅极和源极、栅极和漏极之间必须冗余一定间距，直接导致与间距长度正相关的额外寄生电阻，从而影响器件电学性能。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种一种石墨烯场效应管及其制备方法，无有机胶污染制作石墨烯场效应管的t型栅辅助自对准工艺。
2、本专利技术的一种石墨烯场效应管，所述石墨烯场效应管依次包括：衬底、石墨烯层、金属栅电极，其中石墨烯层和金属栅电极之间设有氧化物层；金属栅电极两侧分别设有源电极、漏电极。
3、所述衬底为二氧化硅。
4、本专利技术的一种石墨烯场效应管的制备方法，包括：
5、(1)在石墨烯上沉积氧化物层，作为隔离层和栅介质层；
6、(2)通过
7、(3)沉积金属栅电极于条带结构上；
8、(4)对氧化物层进行腐蚀，利用氧化物腐蚀液去除被金属栅电极(栅极金属)覆盖的石墨烯沟道区域以外的氧化物层；
9、(5)在裸露的石墨烯电极接触区域沉积金属，形成源金属电极、漏金属电极，得到石墨烯场效应管。
10、上述制备方法的优选方式如下：
11、所述步骤(1)中氧化物为氧化铝、氧化钇、氧化钛中的一种或几种；所述氧化物层厚度为8～15nm。
12、所述步骤(3)中金属栅电极为t型栅电极；所述金属栅电极中金属为金、银、铂等耐酸耐碱型化学性质稳定的金属。
13、所述t型栅电极呈上宽下窄结构，上部分为栅帽，下部分为栅足且与氧化物层接触。
14、所述步骤(3)中金属栅电极的厚度为150～200nm。
15、所述步骤(4)中氧化物腐蚀液为盐酸、醋酸、磷酸、稀硫酸、硝酸、四甲基氢氧化铵中的一种或几种。
16、所述步骤(5)中沉积金属为电子束蒸发沉积金属；所述金属为金、钛/金或钯/金；所述金属厚度为20～30nm，不高于t型栅栅足的高度。
17、所述钛/金、钯/金为钛层和金层、钯层和金层分层结构，其中钛和钯为底层石墨烯接触层金属，金为顶层覆盖层金属。
18、所述步骤(5)中源电极、漏电极分别设于栅电极两侧。
19、本专利技术的一种所述石墨烯场效应管在微波射频电路中的应用。
20、本专利技术提出了一种利用氧化物层作为光刻胶隔离层且同时作为栅介质的t型栅辅助自对准制备方法，避免石墨烯沟道受到后续工艺的污染并同时良好结合了自对准工艺减小寄生效应的优点，进一步提高石墨烯场效应管器件的性能。
21、有益效果
22、(1)本专利技术可以避免在器件制作过程中因多次使用有机胶而对石墨烯沟道引入的污染，避免导电沟道因杂质散射对器件直流和射频性能的降级；
23、(2)本专利技术兼容t型栅辅助自对准工艺，通过减小栅源、栅漏间距来减小寄生效应，从而有助于提高器件跨导、最大振荡频率和截止频率等指标；
24、(3)本专利技术采用的石墨烯场效应晶体管制作方法具有良好的可行性，并与传统半导体工艺兼容，可以实现规模化制备。
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1.一种石墨烯场效应管，其特征在于，所述石墨烯场效应管依次包括：衬底、石墨烯层、金属栅电极，其中石墨烯层和金属栅电极之间设有氧化物层；金属栅电极两侧分别设有源电极、漏电极。
2.一种石墨烯场效应管的制备方法，包括：
3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中氧化物为氧化铝、氧化钇、氧化钛中的一种或几种；所述氧化物层厚度为8～15nm。
4.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中金属栅电极为T型栅电极；所述金属栅电极中金属为金、银、铂中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中金属栅电极为T型栅电极；所述T型栅电极呈上宽下窄结构，上部分为栅帽，下部分为栅足且与氧化物层接触。
6.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中金属栅电极的厚度为150～200nm。
7.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中氧化物腐蚀液为盐酸、醋酸、磷酸、稀硫酸、硝酸、四甲基氢氧化铵中的一种或几种。
8.根据权利要求2所述
9.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中源电极、漏电极分别设于栅电极两侧。
10.一种权利要求1所述石墨烯场效应管在微波射频电路中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种石墨烯场效应管，其特征在于，所述石墨烯场效应管依次包括：衬底、石墨烯层、金属栅电极，其中石墨烯层和金属栅电极之间设有氧化物层；金属栅电极两侧分别设有源电极、漏电极。
2.一种石墨烯场效应管的制备方法，包括：
3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中氧化物为氧化铝、氧化钇、氧化钛中的一种或几种；所述氧化物层厚度为8～15nm。
4.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中金属栅电极为t型栅电极；所述金属栅电极中金属为金、银、铂中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中金属栅电极为t型栅电极；所述t型栅电极呈上宽下窄结构，上部分为栅帽，下部...
【专利技术属性】
技术研发人员：张苗，王晨，狄增峰，姜海涛，田子傲，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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