化剂层的厚度。
[0047]可以采用ALD (原子层淀积)工艺进行淀积第二介质层和催化剂层，间隔淀积第二介质层和催化剂层三次，最后，以第三介质层填满沟槽，从而，形成了三层相互间隔的催化剂层120-1，如图3所示。
[0048]而后，进行平坦化，例如CMP (化学机械抛光)的方法去除第一介质层102上的叠层结构120，从而，仅在沟槽中形成相互间隔的催化剂层120-1，如图4所示。这样，就沿沟槽方向上形成了催化剂层的条带，催化剂层的上端面暴露出来，可以利用该催化剂层形成石墨烯的条带，条带的宽度可以由催化剂层的厚度来决定，该方法易于在大规模生产中使用。
[0049]接着，在催化剂层120-1的上端面上生长石墨烯层130，如图5所示。
[0050]本实施例中，可以采用CVD (化学气相沉积)工艺在裸露的催化剂层的上端面上生长出石墨烯层130,如图5所不。
[0051]至此，形成了本实施例的石墨烯结构。参考图5所示，由以上方法形成的石墨烯结构包括:
[0052]衬底100，衬底上形成有沟槽110 ；
[0053]填满沟槽的层叠结构120，层叠结构包括沿沟槽方向形成的相互间隔的催化剂层120-1 ；
[0054]催化剂层的端面上的石墨烯层130。
[0055]在本实施例中，所述沟槽由衬底的第一介质层102形成，所述层叠结构为在所述沟槽内壁上依次层叠形成的相间隔的第二介质层120-2与催化剂层120-1。所述催化剂层的厚度小于10nm。
[0056]利用该石墨烯结构可以进一步集成石墨烯器件，以下将描述继续形成石墨烯器件的实施例。
[0057]而后，在石墨烯层130上形成横跨沟槽的源漏电极140，如图6所示。
[0058]本发明中，源漏淀积横跨过沟槽形成，也就是说，源漏电极与石墨烯层的方向相交，其端部支撑于第一介质层上。源漏电极可以为任一合适的电极材料，如金属电极Au/Ti电极等。
[0059]接着，形成栅介质层150，如图7所示。
[0060]栅介质层可以为二氧化硅、氮氧化硅或高k介质材料(相对于二氧化硅具有高的介电常数)，高k介质材料例如铪基氧化物。
[0061]在淀积栅介质层后，进行图案化形成栅介质层150，在图案化时，可一并去除未被源漏覆盖的石墨烯层，栅介质层至少覆盖源漏电极140之间的石墨烯层，进一步地，栅介质层150可以覆盖源漏电极，如图7所示。
[0062]而后，在源漏电极140之间的栅介质层150上形成栅电极，如图8所示。
[0063]而后，释放沟槽中的层叠结构120，如图9所示。
[0064]可以采用湿法腐蚀将沟槽中的催化剂层和第二介质层的叠层结构去除，实现石墨烯器件的释放，从而完成石墨烯器件的制备，如图9所示。
[0065]而后，可以根据需要，完成器件制备后的其他工艺，例如石墨烯层的掺杂以及器件的钝化等。
[0066]至此，形成了根据本发明制造方法的石墨烯器件。参考图9所示，石墨烯器件包括:
[0067]衬底100，衬底上形成有沟槽110 ；
[0068]横跨沟槽的源漏电极140 ；
[0069]在源漏电极之间、横跨沟槽的栅介质层150 ；
[0070]栅介质层上的栅电极160 ；
[0071]沿沟槽方向、连续设置于朝向沟槽的源漏电极、栅介质层下的石墨烯层130。
[0072]石墨烯层的宽度以及条数可以根据器件性能的具体需要进行选择，通过以上方法形成的石墨烯器件，可以达到纳米级器件，便于实现大规模生产和高密度集成。
[0073]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。
[0074]虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种石墨烯结构的制造方法，其特征在于，包括: 提供衬底，所述衬底上具有沟槽； 在所述沟槽中沿沟槽方向形成相互间隔的催化剂层； 在催化剂层的上端面上生长石墨烯层。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述沟槽由衬底的第一介质层形成，在所述沟槽中沿沟槽方向形成相互间隔的催化剂层的步骤具体包括: 进行至少一次淀积工艺，以形成第二介质层与催化剂层相间隔的层叠结构，淀积工艺包括:层叠淀积催化剂层和第二介质层； 进行平坦化，直至暴露第一介质层，以在沟槽中形成层叠结构。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，采用ALD的方法淀积第二介质层和催化剂层。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述催化剂层的厚度可小于10nm。
5.一种石墨烯结构，其特征在于，包括: 衬底，衬底上形成有沟槽； 填满沟槽的层叠结构，层叠结构包括沿沟槽方向形成的相互间隔的催化剂层； 催化剂层的端面上的石墨烯层。
6.根据权利要求5所述的石墨烯结构，其特征在于，所述沟槽由衬底的第一介质层形成，所述层叠结构为在所述沟槽内壁上层叠形成的相间隔的第二介质层与催化剂层。
7.根据权利要求5所述的石墨烯纳米带，其特征在于，所述催化剂层的厚度小于10nm。
8.—种石墨烯器件的制造方法，其特征在于，包括: 如权利要求1-4中任一项所述的制造方法形成石墨烯层； 在石墨烯层上形成横跨沟槽的源漏电极； 覆盖在源漏电极之间的石墨烯层，形成横跨沟槽的栅介质层； 在栅介质层上形成栅电极； 释放沟槽中的层叠结构。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述栅介质层进一步覆盖源漏电极。
10.一种石墨烯器件，其特征在于，包括: 衬底，衬底上形成有沟槽； 横跨沟槽的源漏电极； 在源漏电极之间、横跨沟槽的栅介质层； 栅介质层上的栅电极； 沿沟槽方向、连续设置于朝向沟槽的源漏电极、栅介质层下的石墨烯层。
【专利摘要】本发明公开了一种石墨烯结构、石墨烯器件及其制造方法，石墨烯结构的制造方法包括：提供衬底，所述衬底上具有沟槽；在所述沟槽中沿沟槽方向形成相互间隔的催化剂层；在催化剂层的上端面上生长石墨烯层。通过在沟槽中形成相互间隔的催化剂层，进而在催化剂层的端面上生长石墨烯层，来形成石墨烯条带，尤其适合尺寸更小的纳米带的制备，易大规模集成使用，并易于集成石墨烯器件。
【IPC分类】H01L21-336, H01L29-78, H01L29-06
【公开号】CN104779287
【申请号】CN201410012588
【发明人】贾昆鹏, 粟雅娟, 朱慧珑, 赵超
【申请人】中国科学院微电子研究所
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2014年1月10日