一种石墨烯表面高k栅介质的集成方法技术

本发明专利技术属于半导体器件技术领域，具体为一种石墨烯金属氧化物栅介质的集成方法。本发明专利技术首先利用金属醇盐水解机理，采用浸渍或旋覆工艺在石墨烯表面生成一层超薄金属氢氧化物薄膜；以该超薄金属氢氧化物薄膜作为成核层，采用常规原子层沉积工艺在所述石墨烯表面制备出均匀、高质量高k栅介质薄膜。本发明专利技术通过金属醇盐水解引入的金属氢氧化物薄膜，金属醇盐水解过程不会破坏石墨烯晶体结构，同时金属氢氧化物薄膜在后续原子层沉积工艺中能够逐渐脱水形成介电常数更高的金属氧化物薄膜，不会降低总体栅介质层的性能，这些都有利于提高由所述石墨烯制备的产品（例如石墨烯基场效应晶体管）的器件性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体器件
，具体涉及一种石墨烯金属氧化物栅介质的集成方法。
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(BeyondSilicon),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。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的速度运动，行为与光子相似，由此，石墨的理论电子迁移率高达200000 cm2/V · s，实验测得迁移率也超过15000 cm2/V · s，是商业硅片中电子迁移率的10倍以上，并具有常温整数量子霍尔效应等新奇的物理性质。正是其优异的电学性能使发展石墨烯基的晶体管和集成电路成为可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯表面高k栅介质的集成方法，其特征在于至少包括以下步骤：（1）配制金属醇盐溶液????将金属醇盐溶解于有机溶剂中，制成摩尔浓度为0.0001~1mol/L的金属醇盐溶液；??（2）金属醇盐水解处理石墨烯?提供石墨烯，采用涂覆工艺在所述石墨烯表面涂覆一层均匀的金属醇盐溶液，随着溶剂挥发，金属醇盐在空气中水解生成一层薄金属氢氧化物薄膜；?（3）制作高k栅介质层将经过金属醇盐水解处理的石墨烯转移到原子层沉积工艺反应腔室中，将反应腔室升温至反应温度，采用原子层沉积工艺，利用金属氢氧化物薄膜作为成核层，在所述石墨烯表面制备金属氧化物薄膜，作为高k栅介质层。

【技术特征摘要】

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