采用水基原子层沉积技术在石墨烯表面制备高k栅介质的方法技术

本发明专利技术属于半导体器件制造技术领域，具体为一种采用正丙醇改善的水基原子层沉积技术在石墨烯表面制备高k栅介质的方法。本发明专利技术方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上有未经功能化处理石墨烯层；利用在反应温度条件下在所述石墨烯层表面物理吸附的水/正丙醇混合溶液作为氧化剂而与金属源反应生成高k栅介质薄膜；所述高k栅介质薄膜为ⅢA族金属氧化物ⅢB族稀土氧化物、ⅣB族过渡金属氧化物中的其中一种以及它们的二元及二元以上的氧化物中的任一种。相较于现有技术，本发明专利技术可以显著改善沉积在石墨烯表面的高k栅介质薄膜的均匀性和覆盖率，且在薄膜沉积工艺中不会破坏石墨烯晶体结构，有助于制备高性能的石墨烯器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体器件制造
，具体涉及一种在石墨烯表面制备栅介质的方法。
技术介绍
根据摩尔定律，芯片的集成度每18个月至2年提高一倍，S卩加工线宽缩小一半。利用尺寸不断减小的硅基半导体材料(硅材料的加工极限一般认为是10纳米线宽)来延长摩尔定律的发展道路已逐渐接近终点。随着微电子领域器件尺寸的不断减小，硅材料逐渐接近其加工的极限。为延长摩尔定律的寿命，国际半导体工业界纷纷提出超越硅技术(Beyond Silicon),其中最有希望的石墨烯应运而生。石墨烯(Graphene)作为一种新型的二维六方蜂巢结构碳原子晶体，自从2004年被发现以来，在全世界引起了广泛的关注。石墨烯(Graphene)是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子薄膜，在二维平面上每个碳原子以sp2杂化轨道相衔接，也就是每个碳原子与最近邻的三个碳原子间形成三个σ键，剩余的一个P电子轨道垂直于石墨烯平面，与周围原子形成η键，碳原子间相互围成正六边形的平面蜂窝形结构。实验证明石墨烯不仅具有非常出色的力学性能和热稳定性，还具有独特的电学性质。石墨烯是零带隙材料，其电子的有效质量为零，并以106m/s的恒定速率运动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用正丙醇改善的水基原子层沉积技术在石墨烯表面制备高k栅介质的方法，其特征在于，具体步骤为：提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有石墨烯层，所述石墨烯层未经功能化处理；在一定的反应温度条件下，利用石墨烯层表面物理吸附的水和正丙醇混合溶液作为氧化剂，而与金属源发生反应，生成金属氧化物薄膜，作为高k栅介质层；所述金属氧化物薄膜材料为ⅢA族金属氧化物、ⅢB族稀土氧化物、ⅣB族过渡金属氧化物中的其中一种，或它们的二元及二元以上的氧化物中的任一种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张有为，仇志军，陈国平，陆冰睿，刘冉，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：