一種金剛石器件的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種金剛石器件的制備方法，涉及半導體器件【技術領域】。包括以下步驟（1）在有導電溝道的金剛石表層上的有源區覆蓋光刻膠；（2）將有源區外金剛石導電溝道去除；去除光刻膠（3）在源、漏位置以外處覆蓋光刻膠；（4）轉移石墨烯覆蓋在金剛石表面；（5）在石墨烯上面沉積歐姆接觸金屬；（6）剝離，形成源漏；（7）制備柵。本發明制備方法簡單，在金剛石溝道與源漏金屬間設置石墨烯層，石墨烯與金剛石，石墨烯與源漏金屬間可形成良好的歐姆接觸，可以極大減小金剛石器件的歐姆接觸電阻，提高金剛石器件的性能。
【專利說明】一種金剛石器件的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體器件【技術領域】。
【背景技術】
[0002]以單晶、多晶和納米晶金剛石為材料基礎的器件統稱為金剛石基器件，例如金剛石MESFET、MISFET、JFET等。金剛石基器件具有工作溫度高、擊穿場強大、截止頻率高、功率密度大等優點，是未來微波大功率領域的首選。柵源和柵漏電阻增加，晶體管的頻率性能下降。大的歐姆接觸電阻是金剛石器件寄生電阻的主要來源，因此只有降低歐姆接觸電阻才能提高金剛石器件的性能。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種金剛石器件的制備方法，本發明制備方法簡單，在金剛石溝道與源漏金屬間設置石墨烯層，石墨烯與金剛石，石墨烯與源漏金屬間可形成良好的歐姆接觸，可以極大減小金剛石器件的歐姆接觸電阻，提高金剛石器件的性能。
[0004]為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是:一種金剛石器件的制備方法，包括以下步驟
(1)在有導電溝道的金剛石表層上的有源區覆蓋光刻膠；
(2)將有源區外金剛石導電溝道去除；去除光刻膠
(3)在源、漏位置以外處覆蓋光刻膠；
(4)轉移石墨烯覆蓋在金剛石表面；
(5)在石墨烯上面沉積歐姆接觸金屬；
(6)剝離，形成源漏；
(7)制備柵。
[0005]步驟(I)中金剛石表面導電溝道為η型或P型。
[0006]步驟(I)中金剛石中形成表面導電溝道的方法為氫等離子體處理法、化學摻雜法或B摻雜法。
[0007]步驟(2)去除導電溝道的方法為干法刻蝕。
[0008]步驟(2)去除導電溝道的方法為等離子體刻蝕法。
[0009]步驟(4)所述石墨烯為單層石墨烯或多層石墨烯。
[0010]步驟(5)所述歐姆接觸金屬為釕、銠、鈀、銀、鋨、銥、鉬、金、鈦、鋁、鉻、鍺、鑰、鎳、鎢、銅、鈷或鐵中的一種，或至少兩種相互組合的合金。
[0011]采用上述技術方案所產生的有益效果在于:本發明制備方法簡單，在金剛石溝道與源漏金屬間設置石墨烯層，石墨烯與金剛石，石墨烯與源漏金屬間可形成良好的歐姆接觸，可以極大減小金剛石器件的歐姆接觸電阻，提高金剛石器件的性能。
【專利附圖】
【附圖說明】[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0013]圖1是本發明步驟(I)的流程圖；
圖2是本發明步驟(2)的流程圖；
圖3是本發明步驟(3)的流程圖；
圖4是本發明步驟(4)的流程圖；
圖5是本發明步驟(5)的流程圖；
圖6是本發明步驟(6)的流程圖；
圖7是本發明步驟(7)的流程圖；
I為金剛石，2為導電溝道,3為光刻膠,4為石墨烯,5為歐姆接觸金屬,6為在源,7為漏，8為柵。
【具體實施方式】
[0014]實施例1
第一步，在有P型導電溝道的金剛石半導體材料表面上的有源區覆蓋光刻膠；
第二步，以光刻膠為掩膜，將有源區外金剛石導電溝道氧等離子體刻蝕10分鐘，去除導電溝道；
第三步，在源、漏位置以外處覆蓋光刻膠；
第四步，將利用CVD法在Ni襯底上生長的雙層石墨烯轉移并覆蓋在金剛石表面； 第五步，在石墨烯上面沉積歐姆接觸金屬Ti/Au 10 nm/200nm ；
第六步，剝離，形成源漏；
第七步，電子束光刻制備柵長100 nm的T型柵，蒸發200 nm Al柵金屬，剝離，形成金剛石器件。
[0015]實施例2
第一步，在有η型導電溝道的金剛石半導體材料表面上的有源區覆蓋光刻膠；
第二步，以光刻膠為掩膜，將有源區外金剛石導電溝道氧等離子體刻蝕10分鐘，去除導電溝道；
第三步，在源、漏位置以外處覆蓋光刻膠；
第四步，將利用CVD法在Ni襯底上生長的雙層石墨烯轉移并覆蓋在金剛石表面； 第五步，在石墨烯上面沉積歐姆接觸金屬Ti/Au 10 nm/200nm ；
第六步，剝離，形成源漏；
第七步，電子束光刻制備柵長100 nm的T型柵，蒸發200 nm Al柵金屬，剝離，形成金剛石器件。
[0016]實施例3
第一步，在有P型導電溝道的金剛石半導體材料表面上的有源區覆蓋光刻膠；
第二步，以光刻膠為掩膜，將有源區外金剛石導電溝道氧等離子體刻蝕10分鐘，去除導電溝道；
第三步，在源、漏位置以外處覆蓋光刻膠；
第四步，將利用CVD法在Cu襯底上生長的石墨烯轉移并覆蓋在金剛石表面；
第五步，在石墨烯上面沉積歐姆接觸金屬Au 200nm ； 第六步，剝離，形成源漏；
第七步，電子束光刻制備柵長100 nm的T型柵，蒸發200 nm Al柵金屬，剝離，形成金剛石器件。
[0017]本發明在金剛石溝道與源漏金屬間插入了石墨烯層，由于石墨烯與金剛石，石墨烯與源漏金屬間可形成良好的歐姆接觸，該結構可以極大減小金剛石器件的歐姆接觸電阻，提高金剛石器件性能。
【權利要求】
1.一種金剛石器件的制備方法，其特征在于:包括以下步驟 (1)在有導電溝道(2)的金剛石(I)表層上的有源區覆蓋光刻膠(3 ); (2)將有源區外金剛石導電溝道(2)去除；去除光刻膠(3)； (3)在源(6)、漏(7)位置以外處覆蓋光刻膠(3)； (4)轉移石墨烯(4)覆蓋在金剛石表面； (5)在石墨烯(4)上面沉積歐姆接觸金屬(5)； (6)剝離,形成源(6)、漏(7)； (7)制備柵(8)。
2.根據權利要求1所述的金剛石器件的制備方法，其特征在于步驟(I)中金剛石表面導電溝道為η型或P型。
3.根據權利要求1所述的金剛石器件的制備方法，其特征在于步驟(I)中金剛石中形成表面導電溝道(2)的方法為氫等離子體處理法、化學摻雜法或B摻雜法。
4.根據權利要求1所述的金剛石器件的制備方法，其特征在于步驟(2)去除導電溝道的方法為干法刻蝕。
5.根據權利要求4所述的金剛石器件的制備方法，其特征在于步驟(2)去除導電溝道的方法為等離子體刻蝕法。
6.根據權利要求1所述的金剛石器件的制備方法，其特征在于步驟(4)所述石墨烯為單層石墨烯或多層石墨烯。
7.根據權利要求1所述的金剛石器件的制備方法，其特征在于步驟(5)所述歐姆接觸金屬為釕、錯、鈕、銀、鋨、銥、鉬、金、鈦、招、鉻、鍺、鑰、鎳、鶴、銅、鈷或鐵中的一種，或至少兩種相互組合的合金。
【文檔編號】H01L21/335GK103915338SQ201410107135
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月21日 優先權日:2014年3月21日
【發明者】蔚翠, 馮志紅, 李佳, 何澤召, 王晶晶, 劉慶彬 申請人:中國電子科技集團公司第十三研究所