一种可调控碳基半导体器件载流子浓度的表面处理方法

摘要

本发明公开了一种可调控碳基半导体器件载流子浓度的表面处理方法，该方法是利用硅烷偶联剂在衬底表面形成硅烷有机膜层，利用硅烷有机膜层不同基团、不同强度的亲核与疏核特性，对附着在硅烷有机膜层表面的碳基薄膜材料进行表面吸附式掺杂，通过调整不同基团种类和浓度配比，连续调整附着在硅烷有机膜层表面的碳基半导体器件的载流子浓度，有效控制碳基半导体器件狄拉克点的偏移位置。本发明避免了原有替位式掺杂和注入式掺杂等常规方法对石墨烯薄膜材料带来的破坏性影响，同时解决了由于衬底表面极性散射、粗糙起伏、杂质吸附等原因而造成的石墨烯器件性能退化等问题。

主权项

一种可调控碳基半导体器件载流子浓度的表面处理方法，其特征在于，该方法是利用硅烷偶联剂在衬底表面形成硅烷有机膜层，利用硅烷有机膜层不同基团、不同强度的亲核与疏核特性，对附着在硅烷有机膜层表面的石墨烯薄膜材料进行表面吸附式掺杂，通过调整不同基团种类和浓度配比，连续调整附着在硅烷有机膜层表面的碳基半导体器件的载流子浓度，有效控制碳基半导体器件狄拉克点的偏移位置；其中该碳基半导体器件为石墨烯半导体器件，该方法包括：步骤1：使用溶剂稀释硅烷偶联剂后，将衬底浸入稀释溶液中,浸入之前，衬底材料需要经过清洗及烘烤干燥处理；步骤2：将衬底取出，加热使沉积在衬底表面的硅烷偶联剂发生脱水缩合反应，在衬底表面形成硅烷有机膜层；其中，步骤2中所述加热使沉积在衬底表面的硅烷偶联剂发生脱水缩合反应的温度为100℃‑180℃，时间为10分钟‑60分钟；步骤2中所述形成的有机膜层为单分子层，厚度为1nm‑20nm。