[发明专利]在触点处具有石墨烯界面层的石墨烯FET

权利要求书

1.一种用于形成石墨烯场效应晶体管FET的触点的方法，其包括：

提供在衬底上具有石墨烯表面的石墨烯层；

在所述石墨烯表面上沉积具有功函数WF<4.3eV的第一金属层；

氧化所述第一金属层以形成第一金属氧化物层；

蚀刻所述第一金属氧化物层以提供敞开表面接触区域，所述敞开表面接触区域包含所述石墨烯层中用于分别提供石墨烯表面源极触点和石墨烯表面漏极触点的第一区域和第二区域；

沉积第二金属层，所述第二金属层包括在所述石墨烯表面源极触点上提供具有源极触点的源极的第二金属层部分和在所述石墨烯表面漏极触点上提供具有漏极触点的漏极的第二金属层部分，以及

在所述源极触点与所述石墨烯表面源极触点之间的界面处和在所述漏极触点与所述石墨烯表面漏极触点之间的界面处形成生长石墨烯界面层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述石墨烯界面层包括在温度>200℃、包含碳前驱气体的环境中加热所述衬底。

3.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述第二金属层包括用碳预饱和所述第二金属层以形成经碳预饱和的第二金属层，且其中形成所述石墨烯界面层包括通过C和C扩散到所述界面而等温过饱和所述第二金属层或冷却所述经碳预饱和的第二金属层以沉淀来自所述经碳预饱和的第二金属层的所述碳以形成所述石墨烯界面层。

4.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述石墨烯界面层包括碳离子植入所述第二金属层或在所述第二金属层的顶部上沉积非晶C层，接着在从200℃到1,000℃的温度范围内进行退火。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一金属层包括Al、Ti、Hf、Zr、V、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二金属层包括Ni、Co、Cu、Ru、Rh或Pd。

7.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述第一金属氧化物层包括在所述石墨烯表面上沉积所述第一金属层，氧化所述第一金属层以形成所述第一金属氧化物层，和图案化所述第一金属氧化物层以提供所述敞开表面接触区域。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述石墨烯层呈碳纳米管CNT的形式。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述石墨烯界面层包括两(2)个到三十(30)个石墨烯层。

10.一种石墨烯场效应晶体管FET，其包括：

石墨烯层，其在衬底上具有石墨烯表面；

栅极介电层，其形成在所述石墨烯层的沟道部分上；

经图案化的第一金属氧化物，其包含具有功函数WF<4.3eV的第一金属，所述第一金属具有敞开表面接触区域(接触区域)，所述敞开表面接触区域包含所述石墨烯层中用于分别提供石墨烯表面源极触点和石墨烯表面漏极触点的第一区域和第二区域；

第二金属层，其包含在所述石墨烯表面源极触点上提供具有源极触点的源极的第二金属层部分和在所述石墨烯表面漏极触点上提供具有漏极触点的漏极的第二金属层部分，其中所述第二金属层包含至少10¹⁷个原子/立方厘米的碳浓度；

石墨烯界面层，其位于所述源极触点与所述石墨烯表面源极触点之间和位于所述漏极触点与所述石墨烯表面漏极触点之间；以及

顶部栅极和背部栅极中的至少一个，其位于所述石墨烯层的所述沟道部分上。

11.根据权利要求10所述的场效应晶体管，其中所述第一金属包括Al、Ti、Hf、Zr、V、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu。

12.根据权利要求10所述的FET，其中所述第二金属层包括Ni、Co、Cu、Ru或Pd。