[发明专利]一种基于石墨烯场效应晶体管的制备方法

摘要

本发明涉及石墨烯场效应晶体管，特指一种基于石墨烯场效应晶体管的制备方法。本发明采用金属气源Ga离子对石墨烯表面进行辐照，能够对石墨烯进行空穴掺杂，Ga离子能够向石墨烯中引入压应力，以及辐照产生的热对石墨烯起退火作用。对于基于改性的石墨烯场效应晶体管而言，退火作用减弱了场效应晶体管的输出非线性，引入的压应变打开石墨烯的能带结构，提高石墨烯场效应晶体管的开关比，促进了场效应晶体管在逻辑电路中的应用。

主权项

一种基于石墨烯场效应晶体管的制备方法，包括在n‑Si衬底上生长SiO₂的步骤；对SiO₂表面预处理、旋涂光刻胶及光刻胶烘干后对光刻胶进行曝光及显影实现图形的转移的步骤；在未覆盖光刻胶的二氧化硅的表面刻蚀形成沟槽的步骤；继续在二氧化硅表面旋涂光刻胶，对光刻胶曝光显影实现图形的转移的步骤；在未覆盖光刻胶的SiO₂表面分别溅射TiW和Au作为场效应晶体管的源极和漏极的步骤；将Pt基上通过CVD生长的石墨烯转移到制作好的衬底上形成器件的步骤；刻蚀掉沟槽中的石墨烯形成基于石墨烯的场效应晶体管的步骤和对场效应晶体管进行改性和引入压应力的步骤，其特征在于：所述刻蚀掉沟槽中的石墨烯形成基于石墨烯的场效应晶体管的步骤为：将器件置于聚焦离子束系统中，将聚焦离子束系统抽至真空，调节聚焦离子束系统的相关参数，能量值为30keV，离子束电流为0.3nA，停留时间为1μs，利用聚焦离子束的刻蚀能力，用Ga离子刻蚀掉部分沟槽中的石墨烯，另一部分沟槽中的石墨烯没有被刻蚀而保留下来，形成基于石墨烯的场效应晶体管；所述的对场效应晶体管进行改性和引入压应力的步骤为：将制备完成的基于石墨烯场效应晶体管再次置于聚焦离子束系统中，将系统抽至真空，调节聚焦离子束系统的相关参数，能量值为30keV，离子束电流为0.3nA，停留时间为1μs，利用金属气源Ga离子辐照石墨烯晶体管的沟槽。