[发明专利]金属-半导体电极结构及其制备方法

权利要求书

1.一种金属-半导体电极结构，包括半导体层和金属电极，其特征在于，在半导体层和金属电极之间进一步设置一石墨烯层，以降低金属电极与半导体层之间的接触电阻。

2.根据权利要求1所述的金属-半导体电极结构，其特征在于，所述半导体层的材料选自于III-V族化合物、II-VI族化合物以及IV族化合物以及单质半导体中的一种。

3.根据权利要求1所述的金属-半导体电极结构，其特征在于，所述半导体层的导电类型选自于N型半导体、P型半导体以及本征半导体中的一种。

4.根据权利要求3所述的金属-半导体电极结构，其特征在于，所述半导体层的材料为宽禁带半导体材料。

5.根据权利要求4所述的金属-半导体电极结构，其特征在于，所述宽禁带半导体材料选自于GaN、AlN、ZnO、SiC和ZnTe及其合金中的一种。

6.根据权利要求1所述的金属-半导体电极结构，其特征在于，所述石墨烯层的材料选自于单原子层石墨烯和多原子层石墨烯中的一种。

7.根据权利要求6所述的金属-半导体电极结构，其特征在于，所述石墨烯为未经p型或n型掺杂或表面修饰的石墨烯。

8.根据权利要求1所述的金属-半导体电极结构，其特征在于，所述金属电极的材料选自于金、银、铂、镍、铜、钴、钯和铝中的一种。

9.一种金属-半导体电极结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

采用化学气相沉积的方法在生长衬底上制备石墨烯薄膜层；

将生长衬底置于能够腐蚀生长衬底的化学腐蚀液中，使石墨烯薄膜层从生长衬底上剥离并漂浮在液面上；

清洗半导体衬底的表面；

用半导体衬底将石墨烯薄膜从溶液中捞起，石墨烯材料的表面张力使得石墨烯薄膜层铺展并吸附在半导体层的表面，从而在半导体衬底表面形成石墨烯层；

在石墨烯层的表面形成金属层；

在金属层表面形成刻蚀阻挡层；

刻蚀金属层与石墨烯层至半导体衬底停止，以形成电极结构。

10.一种金属-半导体电极结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

选用化学气相沉积的方法在生长衬底上制备石墨烯薄膜层；

在石墨烯薄膜层上涂敷粘附层，形成粘附层与石墨烯的复合薄膜层；

将生长衬底置于能够腐蚀生长衬底的化学腐蚀液中，使石墨烯薄膜与粘附层从生长衬底上剥离并漂浮在液面上；

清洗半导体衬底；

将石墨烯薄膜与粘附层的复合薄膜层压印在半导体衬底的表面；

将粘附层去除，从而在半导体衬底表面形成石墨烯层；

在石墨烯层的表面形成金属层；

在金属层表面形成刻蚀阻挡层；

刻蚀金属层与石墨烯层至半导体衬底停止，以形成电极结构。

11.根据权利要求10所述的金属-半导体电极结构的制备方法，其特征在于，所述粘附层的材料为聚二甲基硅氧烷，所述将粘附层除去的步骤采用溶解法。

12.根据权利要求10所述的金属-半导体电极结构的制备方法，其特征在于，所述刻蚀金属层与石墨烯层的步骤中，采用的是感应耦合等离子体刻蚀方法。

13.一种金属-半导体电极结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

采用石墨氧化还原的方法制备石墨烯粉末材料；

清洗半导体衬底的表面；

在半导体衬底的表面涂敷石墨烯粉末材料，形成石墨烯层；

在石墨烯层的表面形成金属层；

在金属层表面形成刻蚀阻挡层；

刻蚀金属层与石墨烯层至半导体衬底停止，形成电极结构。

14.根据权利要求13所述的金属-半导体电极结构的制备方法，其特征在于，所述刻蚀金属层与石墨烯层的步骤中，采用的是感应耦合等离子体刻蚀方法。