[发明专利]石墨烯电子器件及其制造方法

权利要求书

1.一种石墨烯电子器件，包括：

栅极氧化物，在导电衬底上，该导电衬底配置为用作栅极电极；

一对第一金属，在所述栅极氧化物上，该对第一金属彼此分隔开；

石墨烯沟道层，在该对第一金属之间且在该对第一金属上延伸；以及

源极电极和漏极电极，在所述石墨烯沟道层的两边缘上。

2.如权利要求1所述的石墨烯电子器件，其中所述源极电极和所述漏极电极由Au形成。

3.如权利要求1所述的石墨烯电子器件，其中所述源极电极和所述漏极电极形成为具有从10nm至1000nm范围内的厚度。

4.如权利要求1所述的石墨烯电子器件，其中所述石墨烯沟道层是单层石墨烯或双层石墨烯。

5.如权利要求1所述的石墨烯电子器件，其中所述第一金属是双层金属层。

6.如权利要求5所述的石墨烯电子器件，其中所述第一金属是Cu/Ni层或Au/Ni层。

7.一种石墨烯电子器件，包括：

一对第一金属，在衬底上，该对第一金属彼此分隔开；

石墨烯沟道层，在该对第一金属之间且在该对第一金属上延伸；

源极电极和漏极电极，在所述石墨烯沟道层的两边缘上；

栅极氧化物，覆盖所述源极电极与所述漏极电极之间的所述石墨烯沟道层；以及

栅极电极，在所述源极电极与所述漏极电极之间的所述石墨烯沟道层上。

8.如权利要求7所述的石墨烯电子器件，其中所述源极电极和所述漏极电极由Au形成。

9.如权利要求7所述的石墨烯电子器件，其中所述源极电极和所述漏极电极形成为具有从10nm至1000nm范围内的厚度。

10.如权利要求7所述的石墨烯电子器件，其中所述石墨烯沟道层是单层石墨烯或双层石墨烯。

11.如权利要求7所述的石墨烯电子器件，其中所述第一金属是双层金属层。

12.如权利要求11所述的石墨烯电子器件，其中所述第一金属是Cu/Ni层或Au/Ni层。

13.一种制造石墨烯电子器件的方法，该方法包括：

在导电衬底上形成栅极氧化物，该导电衬底配置为用作栅极电极；

在所述栅极氧化物上形成第一金属层，该第一金属层配置为用作催化剂层；

在所述第一金属层上形成石墨烯层；

在所述石墨烯层上形成金属保护层；

利用第一光致抗蚀剂图案依次图案化所述金属保护层、所述石墨烯层和所述第一金属层；以及

通过利用第二光致抗蚀剂图案湿法蚀刻所述金属保护层和所述第一金属层，暴露沟道形成区域中的所述石墨烯层。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述第一金属层形成为双层。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述第一金属层是Cu/Ni层或Au/Ni层。

16.如权利要求13所述的方法，其中形成所述石墨烯层包括通过感应耦合等离子体化学气相沉积在从550℃至650℃范围内的温度沉积所述石墨烯层。

17.如权利要求13所述的方法，其中所述金属保护层由Au形成。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述金属保护层沉积为具有从10nm至1000nm范围内的厚度。

19.如权利要求18所述的方法，其中用所述第二光致抗蚀剂图案图案化所述金属保护层包括形成源极电极和漏极电极，且所述石墨烯电子器件是场效应晶体管。

20.一种形成石墨烯电子器件的方法，该方法包括：

在衬底上形成第一金属层，该第一金属层配置为用作催化剂层；

在所述第一金属层上形成石墨烯层；

在所述石墨烯层上形成金属保护层；

利用第一光致抗蚀剂图案依次图案化所述金属保护层、所述石墨烯层和所述第一金属层；

通过利用第二光致抗蚀剂图案湿法蚀刻所述金属保护层和所述第一金属层，暴露沟道形成区域中的所述石墨烯层；

形成覆盖所暴露的石墨烯层的栅极氧化物；以及

在所述栅极氧化物上形成栅极电极。