基于SiC與氯氣反應的Ni膜退火側柵石墨烯晶體管制備方法

專利名稱：基于SiC與氯氣反應的Ni膜退火側柵石墨烯晶體管制備方法
技術領域：
本發明屬于微電子技術領域，涉及半導體器件制備方法，具體地說是基于SiC與氯氣反應的Ni膜退火側柵石墨烯晶體管制備方法。
背景技術：
隨著人們對高性能，高可靠性，低能耗設備需求的提高，對集成電路上器件特性變得愈發關注。石墨烯，這種由二維六角形碳晶格組成的材料，由于其突出的電學結構特性自2004年被英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈 杰姆和克斯特亞 諾沃消洛夫發現得到后，即被當做制造高性能器件的備選材料。現有的石墨烯的制備方法，如申請號為200810113596.0的“化學氣相沉積法制備石墨烯的方法”專利，公開的方法是:首先制備催化劑，然后進行高溫化學氣相沉積，將帶有催化劑的襯底放入無氧反應器中，使襯底達到500-1200°C，再通入含碳氣源進行化學沉積而得到石墨烯，然后對石墨烯進行提純，即使用酸處理或在低壓、高溫下蒸發，以除去催化齊U。該方法的主要缺點是:工藝復雜，需要專門去除催化劑，能源消耗大，生產成本高。2005年Geim研究組與Kim研究組發現，室溫下石墨烯具有10倍于商用硅片的高載流子遷移率約2X IO5Cm2 / V S，并且受溫度和摻雜效應的影響很小，表現出室溫亞微米尺度的彈道傳輸特性，這是石墨烯作為納電子器件最突出的優勢，使電子工程領域極具吸引力的室溫彈道場效應管成為可能。較大的載流子遷移率和低接觸電阻則有助于進一步減小器件開關時間，超高頻率的操作響應特性是石墨烯基電子器件的另一顯著優勢。此外，與目前電子器件中使用的硅 及金屬材料不同，石墨烯減小到納米尺度同樣保持很好的穩定性和電學性能，使探索單電子器件成為可能。最近，Geim研究組利用電子束光刻與干刻蝕的方法將同一片石墨烯加工成量子點，引線和柵極，獲得了室溫下可以操作的石墨烯基單電子場效應管，解決了目前單電子場效應由于納米尺度材料的不穩定性所帶來的操作溫度受限問題。荷蘭科學家則報道了第一個石墨烯基超導場效應管，發現在電荷密度為零的情況下石墨烯還是可以傳輸一定的電流，可能為低能耗，開關時間快的納米尺度超導電子器件帶來突破。最近關于石墨烯的器件的文獻大量涌現，關于石墨烯在電容、太陽能電池、透明電極方面都有很多報道。在場效應晶體管FET應用方面也有很多報道，如背柵石墨烯場效應晶體管BG-GFET、頂柵石墨烯場效應晶體管TG-GFET、雙柵石墨烯場效應晶體管DG-GFET等等。它們都有一定的缺點，需要近一步的改進，但這不會影響石墨烯在場效應管方面近一半應用的前景。現有的GFET的制備工藝中石墨烯需要沉積或者轉移到如Si或SiC襯底上，襯底起到了類似于傳統雙柵結構中的背柵的作用，由于頂柵GFET的頂柵介質的引入會引入更多的散射源，同時，頂柵制作過程中，石墨烯薄膜也很容易受到破壞，使得頂柵GFET的遷移率顯著下降。

發明內容
本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提出一種基于SiC與氯氣反應的Ni膜退火側柵石墨烯晶體管制備方法，以提高石墨烯的電子遷移率，能夠通過改變側柵電壓實現對單個晶體管電流精確控制，避免頂柵石墨烯場效應管頂柵介質的散射效應。為實現上述目的，本發明的制備方法包括以下步驟:(1)對SiC樣片進行清洗，以去除表面污染物；(2)在清洗后的SiC樣片表面利用等離子體增強化學氣相淀積PECVD方法，淀積一層0.5-1.0 i! m厚的SiO2,作為掩膜；(3)光刻側柵圖形:按照側柵石墨烯晶體管的側柵極G、源極S、漏極D、導電溝道位置制作成光刻版；在掩膜表面旋涂濃度為3%的丙烯酸樹脂PMMA溶液，并放入烘箱中，在180°C下烘烤60秒，使其與掩膜緊密結合在一起；再用電子束對PMMA曝光，將光刻版上的圖形轉移到SiO2掩模上，并使用緩沖氫氟酸對SiO2掩膜層進行腐蝕，露出SiC，形成側柵晶體管形狀相同的窗口 ；(4)將形成窗口后的樣片置于石英管中，加熱至700-1100°C ；(5)向石英管中通入Ar氣和Cl2氣的混合氣體，使Cl2與裸露的SiC反應3_8min，生成碳膜；(6)將生成的碳膜樣片置于緩沖氫氟酸溶液中以去除窗口之外的SiO2 ；(7)在碳膜樣片上電子束蒸發淀積300-500nm厚的Ni膜；(8)將淀積有Ni膜的碳膜樣片，并置于Ar氣中，在溫度為1000-1200°C下退火10-30min，使碳膜在窗口位置重構成石墨烯，同時形成側柵石墨烯晶體管的側柵極、源極、漏極和導電溝道；(9)將石墨烯樣片置于HCl和CuSO4混合溶液中以去除Ni膜；(10)在石墨烯樣片上用電子束蒸發的方法淀積金屬Pd/Au接觸層；(11)光刻金屬電極:Ila)按照側柵、源、漏金屬電極位置制作光刻版；Ilb)將濃度為7%的的PMMA溶液旋涂金屬Pd/Au接觸層上，再放入烘箱中，在200°C下烘烤80秒，使其與金屬層緊密接觸；He)用電子束曝光PMMA，將光刻版上的圖形轉移到金屬接觸層上，并使用氧氣對金屬接觸層進行反應離子刻蝕RIE，形成側柵晶體管的側柵、源、漏極金屬接觸；(12)使用丙酮溶液浸泡制作好的樣品10分鐘以去除殘留的PMMA，取出后烘干，獲得側柵石墨烯晶體管。本發明與現有技術相比具有如下優點:1.本發明由于采用側柵結構制作出石墨烯晶體管，因而能夠通過改變側柵電壓實現對單個晶體管溝道電阻的精確控制，避免頂柵石墨烯場效應管頂柵介質的散射效應。2.本發明由于選擇性地生長了石墨烯，在此石墨烯上制作器件時無需對石墨烯進行刻蝕，因而石墨烯中的電子遷移率不會降低，保證了制作的器件性能。3.本發明由于利用SiC與Cl2氣反應，因而可在較低的溫度和常壓下反應，且反應速率快，生成的石墨烯表面光滑，空隙率低，且厚度容易控制。
4.本發明使用的方法工藝簡單，節約能源，安全性高。


圖1是本發明制備石墨烯的裝置示意圖；圖2是本發明制做連接型側柵石墨烯晶體管的流程圖；圖3是本發明連接型側柵石墨烯晶體管的版圖示意圖；圖4是本發明制做非連接型側柵石墨烯晶體管的流程圖；圖5是本發明非連接型側柵石墨烯晶體管的版圖示意圖。
具體實施例方式參照圖1，本發明的制備設備主要由石英管I和電阻爐2組成，其中石英管I設有進氣口 3和出氣口 4，電阻爐為2為環狀空心結構，石英管I插裝在電阻爐2內。本發明中還用到了光刻系統，電子束蒸發系統，等離子體增強化學氣相淀積系統PECVD,以及反應離子刻蝕RIE等成熟的微電子工藝系統。實施例1參照圖2，本發明的制作連接型側柵石墨烯晶體管的步驟如下:步驟1:清洗6H_SiC樣片，以去除表面污染物，如圖2 (a)。(1.1)對6H_SiC襯底基片使用NH40H+H202試劑浸泡樣品10分鐘，取出后烘干，以去除樣品表面有機殘余物；(1.2)將去除表面有機殘余物后的6H_SiC樣片再使用HC1+H202試劑浸泡樣品10分鐘，取出后烘干，以去除離子污染物。步驟2:在6H_SiC樣片表面淀積一層SiO2，如圖2 (b)。(2.1)將清洗后的6H_SiC樣片放入PECVD系統內，將系統內部壓力調為3.0PaJf頻功率調為100W，溫度調為150°C ；(2.2)向系統內通入流速分別為30sccm、60sccm和2OOsccm的SiH4、N20和N2，持續時間為30min，使SiH4和N2O反應，在6H_SiC樣片表面淀積一層0.5 y m厚的SiO2掩膜層。步驟3:在SiO2掩膜層上刻出圖形窗口，如圖2 (C)。(3.1)在SiO2掩膜層旋涂濃度為3%的PMMA溶液，并放入烘箱中在180°C下烘烤60s ；(3.2)按照如圖3所示側柵晶體管的圖形制成光刻版，用電子束對PMMA曝光，電子加速電壓為100kv，曝光強度為8000 u C/cm2，將光刻版上圖形轉移到SiO2掩模上；(3.3)用緩沖氫氟酸對SiO2掩膜層進行腐蝕，將光刻版上圖形轉移到SiO2掩膜層上，露出6H-SiC，在側柵石墨烯晶體管的側柵、源、漏和溝道位置形成窗口。步驟4:將光刻出窗口的樣片裝入石英管，并排氣加熱。(4.1)將光刻出窗口的樣片放入石英管I中，把石英管置于電阻爐2中；(4.2)從進氣口 3向石英管中通入流速為80SCCm的Ar氣，對石英管進行10分鐘排空，將空氣從出氣口 4排出；(4.3)打開電阻爐電源開關，對石英管加熱至700°C。步驟5:反應生成碳膜,如圖2 (d)。
向石英管通入流速分別為98sccm和2sccm的Ar氣和Cl2氣，時間為8分鐘,使Cl2與裸露的6H-SiC反應，生成碳膜。步驟6:去除剩余的SiO2。將生成的碳膜樣片從石英管取出并置于配比為1:10的緩沖氫氟酸溶液中，以去除窗口之外的SiO2。步驟7:在碳膜樣片上淀積Ni膜，如圖2 (e)。將碳膜樣片放入電子束蒸發鍍膜機中的載玻片上，調整載玻片到靶材的距離為50cm,并將反應室壓強抽至5 X 10_4Pa，調節束流為40mA，蒸發lOmin，在Si樣片上沉積一層300nm厚的Ni膜。步驟8:重構成石墨烯。將沉積有Ni膜的碳膜樣片置于流速為lOOsccm的Ar氣中，在溫度為1000°C下退火30分鐘，使碳膜在窗口位置重構成連續的側柵結構石墨烯，形成側柵石墨烯晶體管的側柵極、源極、漏極和導電溝道。步驟9:將石墨烯樣片置于HCl和CuSO4混合溶液中以去除Ni膜，如圖2 (f)。步驟10:淀積金屬接觸層,如圖2 (g)。(10.1)在去除Ni膜的石墨烯樣片上用電子束蒸發的方法淀積金屬Pd，厚度為5nm ；(10.2)在金屬Pd層上利用電子束蒸發的方法淀積金屬Au,厚度為lOOnm。步驟11:光刻形成金屬接觸，如圖2 (h)。(11.1)在金屬層上旋涂濃度為7%的PMMA溶液，并放入烘箱中，在200°C下烘烤80s ；(11.2)按照側柵、源、漏金屬電極位置制作光刻版,使用電子束對PMMA曝光,將光刻版上圖形轉移到金屬接觸層上；(11.3)使用氧氣對金屬接觸層進行反應離子刻蝕RIE，形成側柵石墨烯晶體管的側柵、源、漏極金屬接觸。步驟12:使用丙酮溶液浸泡制作好的樣品10分鐘以去除殘留的PMMA，取出后烘干，獲得側棚石墨稀晶體管。實施例2參照圖4，本發明制作非連接型側柵石墨烯晶體管的步驟如下:步驟一:清洗4H_SiC樣片，以去除表面污染物，如圖4 (a)。(1.1)對4H_SiC襯底基片使用NH40H+H202試劑浸泡樣品10分鐘，取出后烘干，以去除樣品表面有機殘余物；(1.2)將去除表面有機殘余物后的4H_SiC樣片再使用HC1+H202試劑浸泡樣品10分鐘，取出后烘干，以去除離子污染物。步驟二:在4H_SiC樣片表面淀積一層SiO2，如圖4 (b)。(2.1)將清洗后的4H_SiC樣片放入PECVD系統內，將系統內部壓力調為3.0PaJf頻功率調為100W，溫度調為150°C ；(2.2)向系統內通入流速分別為30sccm、60sccm和200sccm的SiH4、N2O和N2，持續時間為lOOmin，使SiH4和N2O反應，在4H_SiC樣片表面淀積一層1.0 y m厚的SiO2掩膜層。步驟三:在SiO2掩膜層上刻出圖形窗口，如圖4 (C)。(3.1)在SiO2掩膜層旋涂濃度為3%的PMMA溶液，并放入烘箱中在180°C下烘烤60s ；(3.2)按照如圖5所不側柵晶體管的圖形制成光刻版,用電子束對PMMA曝光，電子加速電壓為IOOkV,劑量為9000 ii C/cm2，將光刻版上圖形轉移到SiO2掩膜層上；(3.3)用緩沖氫氟酸對SiO2掩膜層進行腐蝕，露出4H_SiC，在側柵石墨烯晶體管的側柵、源、漏和溝道位置形成窗口。步驟四:將光刻出窗口的樣片裝入石英管，并排氣加熱。(4.1)將光刻出窗口的樣片放入石英管I中，把石英管置于電阻爐2中；

(4.2)從進氣口 3向石英管中通入流速為80SCCm的Ar氣，對石英管進行10分鐘排空，將空氣從出氣口 4排出；(4.3)打開電阻爐電源開關，對石英管加熱至1100°C。步驟五:反應生成碳膜，如圖4 (d)。向石英管通入流速分別為95sccm和5sccm的Ar氣和Cl2氣，時間為3分鐘,使Cl2與裸露的4H-SiC反應，生成碳膜。步驟六:去除剩余的Si02。將生成的碳膜樣片從石英管取出并置于1:10的緩沖氫氟酸溶液中，以去除窗口之外的SiO2。步驟七:在碳膜樣片上淀積Ni膜，如圖4 (e)。將碳膜樣片放入電子束蒸發鍍膜機中的載玻片上，調整載玻片到靶材的距離為50cm,并將反應室壓強抽至5 X 10_4Pa，調節束流為40mA，蒸發20min，在Si樣片上沉積一層500nm厚的Ni膜。步驟八:重構成石墨烯。將沉積有Ni膜的碳膜樣片置于流速為25sCCm的Ar氣中，在溫度為1200°C下退火10分鐘，使碳膜在窗口位置重構成連續的側柵結構石墨烯，形成側柵石墨烯晶體管的側柵極、源極、漏極和導電溝道。步驟九:將石墨烯樣片置于HCl與CuSO4混合溶液中以去除Ni膜，如圖4 (f)。步驟十:淀積金屬接觸層,如圖4 (g)。(10.1)在除去Ni膜的石墨烯樣片上用電子束蒸發的方法，淀積厚度為5nm的Pd
金屬；(10.2)在金屬Pd層上利用電子束蒸發的方法，淀積厚度為IOOnm的金屬Au。步驟^^一:光刻形成金屬接觸，如圖4 (h)。(11.1)在金屬層上旋涂濃度為7%的PMMA溶液，并放入烘箱中，在200°C下烘烤80s ；(11.2)按照側柵、源、漏金屬電極位置制作光刻版,使用電子束對PMMA曝光,將光刻版上圖形轉移到金屬接觸層上；(11.3)再使用氧氣對金屬接觸層進行反應離子刻蝕RIE，形成側柵石墨烯晶體管的側柵、源、漏極金屬接觸。
步驟十二:使用丙酮溶液浸泡制作好的樣品10分鐘以去除殘留的PMMA，取出后烘干，獲得側棚石墨稀晶體管。實施例3參照圖4，本發明的制作非連接型側柵石墨烯晶體管的步驟如下:步驟A:對6H_SiC襯底基片使用NH40H+H202試劑浸泡樣品10分鐘，取出后烘干，以去除樣品表面有機殘余物；將去除表面有機殘余物后的6H-SiC樣片再使用HC1+H202試劑浸泡樣品10分鐘，取出后烘干，以去除離子污染物，如圖4 (a)。步驟B:將清洗后的6H_SiC樣片放入PECVD系統內，將系統內部壓力調為3.0Pa,射頻功率調為100W，溫度調為150°C ;向系統內通入流速分別為30sccm、60sccm和200sccm的SiH4、N2O和N2,持續時間為60min，使SiH4和N2O反應，在6H_SiC樣片表面淀積一層
0.8 iim厚的SiO2掩膜層，如圖4 (b)。步驟C:在SiO2掩膜層旋涂濃度為3%的PMMA溶液，并放入烘箱中在180°C下烘烤60s ;按照如圖5所示側柵晶體管的圖形制成光刻版，用電子束對PMMA曝光，電子加速電壓為IOOkV,曝光強度為8500 u C/cm2，將光刻版上圖形轉移到金屬接觸層上；用緩沖氫氟酸對SiO2掩膜層進行腐蝕，露出6H-SiC，在側柵石墨烯晶體管的側柵、源、漏和溝道位置形成窗口，如圖 4 (C)。步驟D:將光刻出窗口的樣片放入石英管I中，把石英管置于電阻爐2中；從進氣口 3向石英管中通入流速為80SCCm的Ar氣，對石英管進行10分鐘排空，將空氣從出氣口4排出；打開電阻爐電源開關，對石英管加熱至1000°C。步驟E:向石英管通入流速分別為96sccm和4sccm的Ar氣和Cl2氣，時間為5分鐘，使Cl2與裸露的6H-SiC反應，生成碳膜，如圖4 (d)。步驟F:將生成的碳膜樣片從石英管取出并置于配比為1:10的緩沖氫氟酸溶液中，以去除窗口之外的Si02。步驟G:將碳膜樣片放入電子束蒸發鍍膜機中的載玻片上，調整載玻片到靶材的距離為50cm，并將反應室壓強抽至5 X IO-4Pa,調節束流為40mA，蒸發15min，在Si樣片上沉積一層400nm厚的Ni膜，如圖4 (e)。步驟H:將沉積有Ni膜的碳膜樣片置于流速為60SCCm的Ar氣中，在溫度為1100°C下退火20分鐘，使碳膜在窗口位置重構成連續的側柵結構石墨烯，形成側柵石墨烯晶體管的側柵極、源極、漏極和導電溝道。步驟1:將石墨烯樣片置于HCl和CuSO4混合溶液中以去除Ni膜，如圖4 (f)。步驟J:在已刻蝕出側柵晶體管形狀的石墨烯樣片上用電子束蒸發的方法淀積厚度為5nm的Pd金屬，；在Pd金屬層上再利用電子束蒸發的方法淀積厚度為IOOnm的金屬Au,如圖 4 (g)。步驟K:在金屬層上旋涂濃度為7%的PMMA溶液，并放入烘箱中，在200°C下烘烤80s ;按照側柵、源、漏金屬電極位置制作光刻版，使用電子束對PMMA曝光，將光刻版圖形轉移到金屬接觸層上；再使用氧氣對金屬接觸層進行反應離子刻蝕RIE，形成側柵石墨烯晶體管的側柵、源、漏極金屬接觸，如圖4 (h)。步驟L:使用丙酮溶液浸泡制作好的樣品10分鐘以去除殘留的PMMA，取出后烘干，獲得側柵石墨烯晶體管。
權利要求
1.一種基于SiC與氯氣反應的Ni膜退火側柵石墨烯晶體管制備方法，包括以下步驟: (1)對SiC樣片進行清洗，以去除表面污染物； (2)在清洗后的SiC樣片表面利用等離子體增強化學氣相淀積PECVD方法，淀積一層0.5-1.0 i! m厚的SiO2,作為掩膜； (3)光刻側柵圖形: 按照側柵石墨烯晶體管的側柵極G、源極S、漏極D、導電溝道位置制作成光刻版； 在掩膜表面旋涂濃度為3%的丙烯酸樹脂PMMA溶液，并放入烘箱中，在180°C下烘烤60秒，使其與掩膜緊密結合在一起； 再用電子束對PMMA曝光，將光刻版上的圖形轉移到SiO2掩模上，并使用緩沖氫氟酸對SiO2掩膜層進行腐蝕，露出SiC，形成側柵晶體管形狀相同的窗口 ； (4)將形成窗口后的樣片置于石英管中，加熱至700-1100°C； (5)向石英管中通入Ar氣和Cl2氣的混合氣體，使Cl2與裸露的SiC反應3-8min，生成碳月旲; (6)將生成的碳膜樣片置于緩沖氫氟酸溶液中以去除窗口之外的SiO2； (7)在碳膜樣片上電子束蒸發淀積300-500nm厚的Ni膜； (8)將淀積有Ni膜的碳膜樣片，并置于Ar氣中，在溫度為1000-1200°C下退火10-30min，使碳膜在窗口位置`重構成石墨烯，同時形成側柵石墨烯晶體管的側柵極、源極、漏極和導電溝道； (9)將石墨烯樣片置于HCl和CuSO4混合溶液中以去除Ni膜； (10)在石墨烯樣片上用電子束蒸發的方法淀積金屬Pd/Au接觸層； (11)光刻金屬電極: Ila)按照側柵、源、漏金屬電極位置制作光刻版； Ilb)將濃度為7%的的PMMA溶液旋涂金屬Pd/Au接觸層上，再放入烘箱中，在200°C下烘烤80秒，使其與金屬層緊密接觸； He)用電子束曝光PMMA，將光刻版上的圖形轉移到金屬接觸層上，并使用氧氣對金屬接觸層進行反應離子刻蝕RIE，形成側柵晶體管的側柵、源、漏極金屬接觸； (12)使用丙酮溶液浸泡制作好的樣品10分鐘以去除殘留的PMMA，取出后烘干，獲得側棚石墨稀晶體管。
2.根據權利要求1所述的基于SiC與氯氣反應的Ni膜退火側柵石墨烯晶體管制備方法，其特征在于所述步驟(I)對SiC樣片進行清洗，是先使用NH40H+H202試劑浸泡SiC樣片10分鐘，取出后烘干，以去除樣片表面有機殘余物；再使用HC1+H202試劑浸泡樣片10分鐘，取出后烘干，以去除離子污染物。
3.根據權利要求1所述的基于SiC與氯氣反應的Ni膜退火側柵石墨烯晶體管制備方法，其特征在于所述步驟(2)中利用PECVD淀積SiO2，其工藝條件為: SiH4 流速為 30sccm, N2O 流速為 60sccm, N2 流速為 200sccm， 腔內壓力為3.0Pa, 射頻功率為100W， 淀積溫度為150°C， 淀積時間為30-100min。
4.根據權利要求1所述的基于SiC與氯氣反應的Ni膜退火側柵石墨烯晶體管制備方法，其特征在于所述步驟(3)中電子束對PMMA曝光，其工藝條件為: 電子加速電壓:100kV， 曝光強度為:8000-9000 ii C/cm2。
5.根據權利要求1所述的基于SiC與氯氣反應的Ni膜退火側柵石墨烯晶體管制備方法，其特征在于所述步驟(5)中通入的Ar氣和Cl2氣，其流速分別為95-98sccm和5_2sccm。
6.根據權利要求1所述的基于SiC與氯氣反應的Ni膜退火側柵石墨烯晶體管制備方法，其特征在于所述步驟(7)中電子束淀積，按如下工藝條件進行: 基底到靶材的距離 為50cm， 反應室壓強為5X10_4Pa， 束流為40mA, 蒸發時間為10-20min。
7.根據權利要求1所述的基于SiC與氯氣反應的Ni膜退火側柵石墨烯晶體管制備方法，其特征在于所述步驟(8)退火時Ar氣的流速為25-100sccm。
8.根據權利要求1所述的基于SiC與氯氣反應的Ni膜退火側柵石墨烯晶體管制備方法，其特征在于所述步驟(10)電子束蒸發法淀積金屬Pd/Au層，其Pd層的厚度為5nm，Au層的厚度為lOOnm。
9.根據權利要求1所述的基于Ni膜退火的SiC襯底上側柵結構石墨烯晶體管制備方法，其特征在于步驟(11)中RIE刻蝕金屬接觸層，其工藝條件為: 功率為100W， 氧氣流量為20sccm, 刻蝕時間為60s。
10.根據權利要求1所述的基于SiC與氯氣反應的Ni膜退火側柵石墨烯晶體管制備方法，其特征在于所述SiC樣片的晶型采用4H-SiC或6H-SiC。
全文摘要
本發明公開了一種基于SiC與氯氣反應的Ni膜退火側柵石墨烯晶體管制備方法，主要解決現有技術制備的石墨烯晶體管柵介質導致溝道載流子遷移率降低以及不能有效控制電流傳輸特性的問題。其實現過程是(1)清洗SiC樣片；(2)在清洗后的SiC樣片上淀積SiO2掩模，并在SiO2光刻出側柵晶體管圖形；(3)將光刻后的樣片置于石英管中，與Cl2反應生成碳膜；(4)去除SiO2掩模；(5)在碳膜樣片上電子束沉積一層Ni膜；(6)將碳膜樣片置于Ar氣中，退火生成側柵石墨烯；(7)在石墨烯樣片上淀積金屬Pd/Au層并刻蝕成側柵晶體管的金屬接觸。本發明制作的側柵石墨烯晶體管載流子遷移率極高，能夠精確控制單個晶體管溝道電流，并且避免頂柵石墨烯場效應管頂柵介質的散射效應。
文檔編號H01L29/786GK103107068SQ20131003982
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月31日 優先權日2013年1月31日
發明者郭輝, 張晨旭, 張玉明, 張克基, 雷天民, 胡彥飛 申請人:西安電子科技大學