[发明专利]一种低导通电阻氢终端金刚石场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种低导通电阻氢终端金刚石场效应晶体管，其特征在于由以下步骤按顺序制备而得：

(1)采用石墨烯转移技术将石墨烯薄膜转移至氢终端金刚石衬底上得到样品；

(2)在样品上光刻源漏图形，并进行源漏金属的蒸发和剥离；

(3)对样品进行退火处理，实现低欧姆接触；

(4)对退火处理的样品采用原子层淀积技术ALD生长一层Al₂O₃钝化保护层；

(5)采用光刻或者电子束技术进行栅的曝光和显影，选择性露出栅电极；

(6)用氢氟酸将栅电极下的Al₂O₃腐蚀掉，并使Al₂O₃形成侧向腐蚀；

(7)用氧等离子体将栅电极下的石墨烯去除；

(8)采用ALD生长一层薄Al₂O₃栅介质；

(9)蒸发栅金属，并对栅金属进行剥离；

(10)对剥离后的样品进行表面氢处理，修复和增强器件沟道上的氢终端化，得到氢终端金刚石场效应管。

2.一种低导通电阻氢终端金刚石场效应晶体管的制备方法，其特征在于由以下步骤按顺序制备而得：

(1)采用石墨烯转移技术将石墨烯薄膜转移至氢终端金刚石衬底上得到样品；

(2)在样品上光刻源漏图形，并进行源漏金属的蒸发和剥离；

(3)对样品进行退火处理，实现低欧姆接触；

(4)对退火处理的样品采用原子层淀积技术ALD生长一层Al₂O₃钝化保护层；

(5)采用光刻或者电子束技术进行栅的曝光和显影，选择性露出栅电极；

(6)用氢氟酸将栅电极下的Al₂O₃腐蚀掉，并使Al₂O₃形成侧向腐蚀；

(7)用氧等离子体将栅电极下的石墨烯去除；

(8)采用ALD生长一层薄Al₂O₃栅介质；

(9)蒸发栅金属，并对栅金属进行剥离；

(10)对剥离后的样品进行表面氢处理，修复和增强器件沟道上的氢终端化，从而完成氢终端金刚石场效应管的制备。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中的金刚石衬底为单晶或多晶金刚石衬底，单晶金刚石衬底晶向包括<100>、<110>和<111>晶向。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中的源漏金属种类包括Ti、Al、Au、Pt、Ni、Mo、Cu、Ag、Pd、W、Fe中的一种或多种复合结构及合金，厚度范围1nm～1000nm。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中的退火气氛为H₂，退火温度范围100℃～1000℃。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述步骤(5)中的栅制备方法包括光刻或电子束刻写，栅的形状包括矩形栅、T形栅、Г形栅或Y形栅。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述步骤(7)中的去除石墨烯的方法包括氧等离子体打胶、RIE或ICP刻蚀。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述步骤(9)中的栅金属种类包括Ni、Pt、Ti、Au、Al、Mo、Cu、Ag、Pd、W、Fe中的一种或多种复合结构及合金，厚度范围1nm～1000nm。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述步骤(10)中的表面氢处理方法包括氢微波等离子体、氢自由基辐照、氢气退火的一种或多种组合。