本发明涉及半导体器件领域，具体涉及一种镶嵌式石墨烯pn结的制造方法。
背景技术：
现有技术中的石墨烯pn结，结区的面积小，不能充分发挥石墨烯pn结的优势，同时在石墨烯上进行注入等方法，不容易形成掩膜，并且不容易掺杂p型与n型原子，如何制造大结区面积的石墨烯pn结，并简化制造工艺是迫切要解决的技术难题。
技术实现要素：
基于解决上述问题，本发明提供了一种镶嵌式石墨烯pn结的制造方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1）提供铜衬底；步骤2）在所述铜衬底上形成六边形镶嵌的第一掩膜图形；步骤3）在具有掩膜图形的铜衬底上沉积一层金属镍，对所述金属镍进行第一类型的离子注入；步骤4）进行第一退火，形成具有第一类型离子的铜镍合金，对注入后的铜镍合金层进行减薄，直到漏出掩膜图形，去除掩膜图形，形成六边形的岛；步骤5）在具有六边形的岛上再沉积一层镍；步骤6）在形成第二掩膜图形，所述第二掩膜图形覆盖六边形的岛，暴露出六边形的岛之外的金属镍层；步骤7）对岛之外的金属镍层进行第二类型离子的注入；步骤8）去除所述第二掩膜图形，进行第二退火，在六边形的岛周围形成具有第二类型离子的铜镍合金的镶嵌结构；步骤9）对铜镍合金层进行抛光形成平整的表面，形成石墨烯沉积衬底；步骤10）在石墨烯沉积衬底通过化学气相沉积形成一层镶嵌式石墨烯pn结；步骤11）在镶嵌式石墨烯pn结上形成电极阵列。
根据本发明的实施例，所述第一类型的离子为p型掺杂元素，所述第二类型的离子为n型掺杂元素。
根据本发明的实施例，所述第一类型的离子为b、s组成的组。
根据本发明的实施例，所述第二类型的离子为n、p、as组成的组。
根据本发明的实施例，所述第一类型离子在进行离子注入时的剂量为1016-1018，能量为10-20kev。
根据本发明的实施例，所述第二类型离子在进行离子注入时的剂量为1015-1017，能量为5-15kev。
根据本发明的实施例，所述第一退火的温度为850-1000℃，退火时间为40-80分钟，所述第二退火的温度为900-1500℃，退火时间为30-60分钟。
根据本发明的实施例，可以使用铂、钴、铟的一种或多种，或与镍形成合金代替沉积镍使用。
本发明的优点如下：
（1）本发明提供的方法制造的石墨烯pn结具有较大的结区面积，能够提高器件性能；
（2）本发明提供的方法制造石墨烯pn掺杂区域的掺杂深度高；
（3）本发明提供的方法制造的石墨烯pn结制作工艺简单。
附图说明
图1为本发明一种镶嵌式石墨烯pn结的制造方法工艺步骤图；
图2为本发明一种镶嵌式石墨烯pn结所使用的第一掩膜图形；
图3为本发明制备的镶嵌式石墨烯pn结平面结构图。
具体实施方式
第一实施例
如图1所示，一种镶嵌式石墨烯pn结的制造方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1）提供铜衬底1；步骤2）在所述铜衬底上形成如图2所示的六边形镶嵌的第一掩膜图形2；步骤3）在具有掩膜图形2的铜衬底1上沉积一层金属镍3，所述沉积方法为蒸镀、电镀或磁控溅射，对所述金属镍进行第一类型的离子注入；步骤4）进行第一退火，形成具有第一类型离子的铜镍合金，对注入后的铜镍合金层进行减薄，直到漏出掩膜图形，去除掩膜图形，形成六边形的岛4；步骤5）在具有六边形的岛4上再沉积一层镍；步骤6）在形成第二掩膜图形6，所述第二掩膜图形覆盖六边形的岛4，暴露出六边形的岛4之外的金属镍层5；步骤7）对岛4之外的金属镍层5进行第二类型离子的注入；步骤8）去除所述第二掩膜图形6，进行第二退火，在六边形的岛4周围形成具有第二类型离子的铜镍合金7的镶嵌结构；步骤9）对铜镍合金层进行抛光形成平整的表面，形成石墨烯沉积衬底；步骤10）在石墨烯沉积衬底通过化学气相沉积形成一层镶嵌式石墨烯pn结8；步骤11）在镶嵌式石墨烯pn结上形成电极阵列10和11。
还包括将形成的石墨烯pn结转移到氧化硅等其他衬底上。
其中，第一类型的离子为p型掺杂元素，所述第二类型的离子为n型掺杂元素，第一类型的离子为b、s组成的组，第二类型的离子为n、p、as组成的组，第一类型离子在进行离子注入时的剂量为1016-1018，能量为10-20kev，所述第二类型离子在进行离子注入时的剂量为1015-1017，能量为5-15kev，所述第一退火的温度为850-1000℃，退火时间为40-80分钟，所述第二退火的温度为900-1500℃，退火时间为30-60分钟。
第二实施例
与第一实施例不同的是：可以使用铂、钴、铟的一种或多种，或与镍形成合金代替沉积镍使用
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。