[发明专利]一种石墨烯场效应晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种石墨烯场效应晶体管的制造方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成石墨烯层；

对所述石墨烯层的NMOS区域进行N型离子注入以形成N型石墨烯沟道层；

对所述石墨烯层的PMOS区域进行P型离子注入以形成P型石墨烯沟道层；

使用原子层刻蚀法移除所述N型石墨烯沟道层中的部分石墨烯层，以形成具有第一厚度的N型石墨烯沟道层和具有第二厚度的P型石墨烯沟道层，所述第一厚度小于所述第二厚度，其中，所述原子层刻蚀法包括在石墨烯层的N型石墨烯沟道层上沉积金属层的步骤，以及溶解所述金属层、同时去除其下方的部分石墨烯层的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在所述N型石墨烯沟道层和所述P型石墨烯沟道层上形成栅极结构的步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括以所述栅极结构为掩膜刻蚀去除露出的所述石墨烯层，定义导电沟道的步骤。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括在所述石墨烯沟道层露出的侧面上形成源极及漏极的步骤。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述栅极结构包括栅介质层，栅电极层和栅极侧墙。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述栅极结构为多晶硅栅+氧化物介质层栅极结构或高K金属栅极结构。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述半导体衬底与所述石墨烯层之间还形成有SiC层。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述石墨烯层外延形成于所述SiC层上。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述金属层的沉积方法为溅射法。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属层为锌层或铝层。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，溶解所述金属层所用的溶液为可与该金属层反应并产生气体的酸溶液或碱溶液。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述溶液包括HCl溶液。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多次重复进行所述使用原子层刻蚀法移除N型石墨烯沟道层中的石墨烯层的步骤，以得到具有目标厚度的石墨烯层。

14.一种采用权利要求1-13之一所述方法制备的石墨烯场效应晶体管，其特征在于，包括：

半导体衬底；

位于所述半导体衬底上的N型石墨烯沟道层及P型石墨烯沟道层，所述N型石墨烯沟道层的厚度小于所述P型石墨烯沟道层的厚度。

15.根据权利要求14所述的石墨烯场效应晶体管，其特征在于，所述石墨烯场效应晶体管还包括位于所述N型石墨烯沟道层和所述P型石墨烯沟道层上的栅极结构。

16.根据权利要求15所述的石墨烯场效应晶体管，其特征在于，所述栅极结构包括栅介质层，栅电极层和栅极侧墙。

17.根据权利要求16所述的石墨烯场效应晶体管，其特征在于，所述栅极结构为多晶硅栅+氧化物介质层栅极结构或高K金属栅极结构。

18.根据权利要求14所述的石墨烯场效应晶体管，其特征在于，所述石墨烯场效应晶体管还包括位于所述N型石墨烯沟道层露出的侧面上的源极、漏极，以及位于所述P型石墨烯沟道层露出的侧面上的源极、漏极。

19.根据权利要求14所述的石墨烯场效应晶体管，其特征在于，所述半导体衬底与所述石墨烯层之间还形成有SiC层。