一种金刚石器件的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种金刚石器件的制备方法，涉及半导体器件【技术领域】。包括以下步骤（1）在有导电沟道的金刚石表层上的有源区覆盖光刻胶；（2）将有源区外金刚石导电沟道去除；去除光刻胶（3）在源、漏位置以外处覆盖光刻胶；（4）转移石墨烯覆盖在金刚石表面；（5）在石墨烯上面沉积欧姆接触金属；（6）剥离，形成源漏；（7）制备栅。本发明制备方法简单，在金刚石沟道与源漏金属间设置石墨烯层，石墨烯与金刚石，石墨烯与源漏金属间可形成良好的欧姆接触，可以极大减小金刚石器件的欧姆接触电阻，提高金刚石器件的性能。
【专利说明】一种金刚石器件的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体器件【技术领域】。
【背景技术】
[0002]以单晶、多晶和纳米晶金刚石为材料基础的器件统称为金刚石基器件，例如金刚石MESFET、MISFET、JFET等。金刚石基器件具有工作温度高、击穿场强大、截止频率高、功率密度大等优点，是未来微波大功率领域的首选。栅源和栅漏电阻增加，晶体管的频率性能下降。大的欧姆接触电阻是金刚石器件寄生电阻的主要来源，因此只有降低欧姆接触电阻才能提高金刚石器件的性能。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种金刚石器件的制备方法，本发明制备方法简单，在金刚石沟道与源漏金属间设置石墨烯层，石墨烯与金刚石，石墨烯与源漏金属间可形成良好的欧姆接触，可以极大减小金刚石器件的欧姆接触电阻，提高金刚石器件的性能。
[0004]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:一种金刚石器件的制备方法，包括以下步骤
(1)在有导电沟道的金刚石表层上的有源区覆盖光刻胶；
(2)将有源区外金刚石导电沟道去除；去除光刻胶
(3)在源、漏位置以外处覆盖光刻胶；
(4)转移石墨烯覆盖在金刚石表面；
(5)在石墨烯上面沉积欧姆接触金属；
(6)剥离，形成源漏；
(7)制备栅。
[0005]步骤(I)中金刚石表面导电沟道为η型或P型。
[0006]步骤(I)中金刚石中形成表面导电沟道的方法为氢等离子体处理法、化学掺杂法或B掺杂法。
[0007]步骤(2)去除导电沟道的方法为干法刻蚀。
[0008]步骤(2)去除导电沟道的方法为等离子体刻蚀法。
[0009]步骤(4)所述石墨烯为单层石墨烯或多层石墨烯。
[0010]步骤(5)所述欧姆接触金属为钌、铑、钯、银、锇、铱、钼、金、钛、铝、铬、锗、钥、镍、钨、铜、钴或铁中的一种，或至少两种相互组合的合金。
[0011]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明制备方法简单，在金刚石沟道与源漏金属间设置石墨烯层，石墨烯与金刚石，石墨烯与源漏金属间可形成良好的欧姆接触，可以极大减小金刚石器件的欧姆接触电阻，提高金刚石器件的性能。
【专利附图】
【附图说明】[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0013]图1是本发明步骤(I)的流程图；
图2是本发明步骤(2)的流程图；
图3是本发明步骤(3)的流程图；
图4是本发明步骤(4)的流程图；
图5是本发明步骤(5)的流程图；
图6是本发明步骤(6)的流程图；
图7是本发明步骤(7)的流程图；
I为金刚石，2为导电沟道,3为光刻胶,4为石墨烯,5为欧姆接触金属,6为在源,7为漏，8为栅。
【具体实施方式】
[0014]实施例1
第一步，在有P型导电沟道的金刚石半导体材料表面上的有源区覆盖光刻胶；
第二步，以光刻胶为掩膜，将有源区外金刚石导电沟道氧等离子体刻蚀10分钟，去除导电沟道；
第三步，在源、漏位置以外处覆盖光刻胶；
第四步，将利用CVD法在Ni衬底上生长的双层石墨烯转移并覆盖在金刚石表面； 第五步，在石墨烯上面沉积欧姆接触金属Ti/Au 10 nm/200nm ；
第六步，剥离，形成源漏；
第七步，电子束光刻制备栅长100 nm的T型栅，蒸发200 nm Al栅金属，剥离，形成金刚石器件。
[0015]实施例2
第一步，在有η型导电沟道的金刚石半导体材料表面上的有源区覆盖光刻胶；
第二步，以光刻胶为掩膜，将有源区外金刚石导电沟道氧等离子体刻蚀10分钟，去除导电沟道；
第三步，在源、漏位置以外处覆盖光刻胶；
第四步，将利用CVD法在Ni衬底上生长的双层石墨烯转移并覆盖在金刚石表面； 第五步，在石墨烯上面沉积欧姆接触金属Ti/Au 10 nm/200nm ；
第六步，剥离，形成源漏；
第七步，电子束光刻制备栅长100 nm的T型栅，蒸发200 nm Al栅金属，剥离，形成金刚石器件。
[0016]实施例3
第一步，在有P型导电沟道的金刚石半导体材料表面上的有源区覆盖光刻胶；
第二步，以光刻胶为掩膜，将有源区外金刚石导电沟道氧等离子体刻蚀10分钟，去除导电沟道；
第三步，在源、漏位置以外处覆盖光刻胶；
第四步，将利用CVD法在Cu衬底上生长的石墨烯转移并覆盖在金刚石表面；
第五步，在石墨烯上面沉积欧姆接触金属Au 200nm ； 第六步，剥离，形成源漏；
第七步，电子束光刻制备栅长100 nm的T型栅，蒸发200 nm Al栅金属，剥离，形成金刚石器件。
[0017]本发明在金刚石沟道与源漏金属间插入了石墨烯层，由于石墨烯与金刚石，石墨烯与源漏金属间可形成良好的欧姆接触，该结构可以极大减小金刚石器件的欧姆接触电阻，提高金刚石器件性能。
【权利要求】
1.一种金刚石器件的制备方法，其特征在于:包括以下步骤 (1)在有导电沟道(2)的金刚石(I)表层上的有源区覆盖光刻胶(3 ); (2)将有源区外金刚石导电沟道(2)去除；去除光刻胶(3)； (3)在源(6)、漏(7)位置以外处覆盖光刻胶(3)； (4)转移石墨烯(4)覆盖在金刚石表面； (5)在石墨烯(4)上面沉积欧姆接触金属(5)； (6)剥离,形成源(6)、漏(7)； (7)制备栅(8)。
2.根据权利要求1所述的金刚石器件的制备方法，其特征在于步骤(I)中金刚石表面导电沟道为η型或P型。
3.根据权利要求1所述的金刚石器件的制备方法，其特征在于步骤(I)中金刚石中形成表面导电沟道(2)的方法为氢等离子体处理法、化学掺杂法或B掺杂法。
4.根据权利要求1所述的金刚石器件的制备方法，其特征在于步骤(2)去除导电沟道的方法为干法刻蚀。
5.根据权利要求4所述的金刚石器件的制备方法，其特征在于步骤(2)去除导电沟道的方法为等离子体刻蚀法。
6.根据权利要求1所述的金刚石器件的制备方法，其特征在于步骤(4)所述石墨烯为单层石墨烯或多层石墨烯。
7.根据权利要求1所述的金刚石器件的制备方法，其特征在于步骤(5)所述欧姆接触金属为钌、错、钮、银、锇、铱、钼、金、钛、招、铬、锗、钥、镍、鹤、铜、钴或铁中的一种，或至少两种相互组合的合金。
【文档编号】H01L21/335GK103915338SQ201410107135
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】蔚翠, 冯志红, 李佳, 何泽召, 王晶晶, 刘庆彬 申请人:中国电子科技集团公司第十三研究所