[发明专利]在石墨烯表面制备栅介质的方法有效

申请号：	201110240276.3	申请日：	2011-08-19
公开（公告）号：	CN102956467A	公开（公告）日：	2013-03-06
发明（设计）人：	程新红;张有为;徐大伟;王中健;夏超;俞跃辉	申请（专利权）人：	中国科学院上海微系统与信息技术研究所
主分类号：	H01L21/285	分类号：	H01L21/285;H01L21/336
代理公司：	上海光华专利事务所 31219	代理人：	李仪萍
地址：	200050 ***	国省代码：	上海;31
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摘要：
搜索关键词：	石墨表面制备介质方法
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【权利要求书】：

1.一种在石墨烯表面制备栅介质的方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上生成有石墨烯层；

利用在反应温度条件下在所述石墨烯层表面物理吸附的水作为氧化剂而与金属源反应生成金属氧化物薄膜，作为高k栅介质层；所述金属氧化物薄膜为包括Al₂O₃的IIIA族金属氧化物、包括La₂O₃、Gd₂O₃、Pr₂O₃的IIIB族稀土氧化物、包括TiO₂、ZrO₂、HfO₂的IVB族过渡金属氧化物中的其中一种、或者它们的二元及二元以上的氧化物中的任一种。

2.根据权利要求1所示的方法，其特征在于，所述半导体衬底上生成有石墨烯层包括：将未经功能化处理的石墨烯样品转移到所述半导体衬底上。

3.根据权利要求1所示的方法，其特征在于，所述生成金属氧化物薄膜包括：

将生成有石墨烯层的所述半导体衬底转移到反应腔室中；

将所述反应腔室升温至反应温度，采用原子层沉积工艺，利用在所述石墨烯表面物理吸附的水作为氧化剂与金属源反应生成金属氧化物薄膜，作为高k栅介质层。

4.根据权利要求1或3所示的方法，其特征在于，所述反应温度为100℃至150℃。

5.根据权利要求3所示的方法，其特征在于，所述金属氧化物薄膜的厚度为2nm至200nm。

6.一种在石墨烯表面制备栅介质的方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上生成有石墨烯层；

利用在第一反应温度条件下在所述石墨烯层表面物理吸附的水作为氧化剂而与第一金属源反应生成第一金属氧化物薄膜，作为成核层；所述第一金属氧化物薄膜为包括Al₂O₃的IIIA族金属氧化物、包括La₂O₃、Gd₂O₃、Pr₂O₃的IIIB族稀土氧化物、包括TiO₂、ZrO₂、HfO₂的IVB族过渡金属氧化物中的其中一种、或者它们的二元及二元以上的氧化物中的任一种；

在第二反应温度条件下，利用水作为氧化剂与第二金属源反应，在作为成核层的所述第一金属氧化物薄膜上生成第二金属氧化物薄膜，作为高k栅介质层；所述第二金属氧化物薄膜为包括Al₂O₃的IIIA族金属氧化物、包括La₂O₃、Gd₂O₃、Pr₂O₃的IIIB族稀土氧化物、包括TiO₂、ZrO₂、HfO₂的IVB族过渡金属氧化物中的其中一种、或者它们的二元及二元以上的氧化物中的任一种。