石墨烯场效应晶体管的制备工艺与特性研究

发布时间：2024-11-02 07:45

　　随着硅器件按比例缩小越来越接近极限,人们都在考虑尝试新材料来代替硅的全部或部分功能,从而制备新的半导体器件。而石墨烯自2004年发现以来,由于其表现出了高硬度、高迁移率等优异的性能,很多研究者将其视为可以替代硅的候选材料之一。石墨烯场效应晶体管(GFET)的各方面特性都引起了大家的关注,随着研究的深入,发现还有一些问题需要解决,比如,石墨烯零带隙的特点,使得晶体管开关比较低;石墨烯具有超高的比表面积,使得GFET性能容易受外界环境影响;GFET的沟道尺寸对电学性能的影响因素还没有完全探究清楚等。针对以上问题,本文从实现高开关比GFET、探究GFET受外界环境和测试条件影响规律、探究沟道尺寸对电学性能影响的角度对GFET进行了研究。具体内容如下:1.依托电子薄膜与集成器件国家重点实验室微细加工平台,研究了光刻、干法刻蚀、电子束蒸发、氧化扩散等工艺,制备了全背栅、埋栅和顶栅结构的GFET。测试了三种结构GFET的制备过程和典型的电学性能。分析了几种结构GFET各自的特点和常见的应用范围。2.用半导体平面工艺制备了一种高开关比的石墨烯场效应晶体管。此晶体管以天然氧化铝为栅介质,采用了埋栅结构,...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

第一章绪论是富勒烯（零维），碳纳米管（一维），金刚石和石墨（三维）。石墨烯的发现，补了二维的空缺。石墨烯(graphene)，是由碳原子按照六边形排列成蜂窝状的单层晶体结构，图1-1。由于只有一个原子层，它的厚度约为0.35nm。每个碳原子与周围碳原成键通过sp2杂化来....

图1-2紧束缚模型模型近似得到的石墨烯能带结构[40]的载流子浓度一般在2×1011～5×1012/cm2[18,41-45]。通过掺的性能。常见的有表面掺杂和晶格掺杂两种情况，其中每和N掺杂。掺杂以后石墨烯的费米能级和狄拉克点位置示。石墨烯暴露在空气中时，会吸附水和氧....

电子科技大学博士学位论文图1-2紧束缚模型模型近似得到的石墨烯能带结构[40]载流子浓度一般在2×1011～5×1012/cm2[18,41-45]。通过掺性能。常见的有表面掺杂和晶格掺杂两种情况，其中N掺杂。掺杂以后石墨烯的费米能级和狄拉克点位置。石墨烯暴露在空气中时....

图1-4微机械剥离法制备的石墨烯[3]法吸取了微机械剥离法的思想，也是将三维石墨进行烯。步骤为，将石墨用强氧化剂将其氧化，变成氧化用超声的方法将氧化石墨在溶剂中进行处理，使得氧其进行还原，进而形成石墨烯。在此过程中，氧化和氧化方法有Hummers法、Brodie法和S....

本文编号：4009257