柔性衬底上大规模集成高速石墨烯射频晶体管的关键技术研究

石墨烯一经发现，研究热潮接踵而至。研究最为广泛的是石墨烯的电学性质，原因是石墨烯的高电子迁移率。现在，制备小面积石墨烯和研制单个器件已经成熟，而如何大面积生长石墨烯和研制大规模高速石墨烯器件是一个亟待解决的科学问题。本项目拟用目前最先进的石墨烯化学气相沉积制备技术，在特殊金属衬底上，通过高温催化裂解碳氢气体沉积得到超大面积（4英寸以上）高质量厚度可控（单层或多层）石墨烯，并将石墨烯转移到柔性衬底上。通过紫外光刻以及电子束光刻技术，在柔性衬底上研制出大规模石墨烯射频晶体管。利用顶栅绝缘层作为模板，使用自对准技术研制出100纳米以下短沟道顶栅晶体管器件。争取获得单个器件电阻小于100欧姆，跨导高于2.0 mS/μm，特征截止频率和最高振荡频率均达到100 GHz的射频晶体管阵列。并在此基础上研究器件特性与应力的关系，以及低温下短沟道石墨烯晶体管中载流子的弹道输运现像和量子干涉现象。

本项目采用化学气相沉积制备技术，在特殊金属衬底上，通过高温催化裂解碳氢气体沉积得到超大面积高质量厚度可控（单层或多层）石墨烯，并将石墨烯转移到柔性衬底上。通过紫外光刻以及电子束光刻技术，在柔性衬底上研制出大规模石墨烯射频晶体管。利用顶栅绝缘层作为模板，使用自对准技术研制出100纳米以下短沟道顶栅晶体管器件。并在此基础上研究器件特性与应力的关系，以及低温下短沟道石墨烯晶体管中载流子的弹道输运现像和量子干涉现象。