一种石墨烯表面高k栅介质的集成方法

摘要

本发明属于半导体器件技术领域，具体为一种石墨烯金属氧化物栅介质的集成方法。本发明首先利用金属醇盐水解机理，采用浸渍或旋覆工艺在石墨烯表面生成一层超薄金属氢氧化物薄膜；以该超薄金属氢氧化物薄膜作为成核层，采用常规原子层沉积工艺在所述石墨烯表面制备出均匀、高质量高k栅介质薄膜。本发明通过金属醇盐水解引入的金属氢氧化物薄膜，金属醇盐水解过程不会破坏石墨烯晶体结构，同时金属氢氧化物薄膜在后续原子层沉积工艺中能够逐渐脱水形成介电常数更高的金属氧化物薄膜，不会降低总体栅介质层的性能，这些都有利于提高由所述石墨烯制备的产品（例如石墨烯基场效应晶体管）的器件性能。

主权项

一种石墨烯表面高k栅介质的集成方法，其特征在于至少包括以下步骤：（1）配制金属醇盐溶液将金属醇盐溶解于有机溶剂中，制成摩尔浓度为0.0001~1mol/L的金属醇盐溶液；  （2）金属醇盐水解处理石墨烯提供石墨烯，采用涂覆工艺在所述石墨烯表面涂覆一层均匀的金属醇盐溶液，随着溶剂挥发，金属醇盐在空气中水解生成一层薄金属氢氧化物薄膜；所述金属氢氧化物薄膜的厚度为1~30nm；（3）制作高k栅介质层将经过金属醇盐水解处理的石墨烯转移到原子层沉积工艺反应腔室中，将反应腔室升温至反应温度，采用原子层沉积工艺，利用金属氢氧化物薄膜作为成核层，在所述石墨烯表面制备金属氧化物薄膜，作为高k栅介质层。