公开(公告)号：CN104894639B

公开(公告)日：2017-06-23

申请号：CN201510316129.8

申请日：2015-06-10

Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所

Inventor： 王浩敏 ,  谢红 ,  李蕾 ,  王慧山 ,  贺立 ,  陈令修 ,  吴天如 ,  邓联文 ,  谢晓明 ,  江绵恒

IPC: H01L21/20 ,  H01L21/324 ,  C30B25/02

Abstract: 本发明的基于石墨烯场效应管微区加热的原位材料生长的方法，包括步骤：首先，制备基于石墨烯的场效应管，所述石墨烯具有窄边微区结构，所述场效应管的背面设置有背栅；然后，在所述石墨烯两端的电极之间加电压源或电流源，通过调节背栅电压来调制所述窄边微区结构的电阻，使所述窄边微区结构产生高温；接着，通入反应源，调节背栅电压，使石墨烯加热到材料生长需要的温度，实现石墨烯微区加热的原位材料生长。本发明基于石墨烯场效应管的微区加热原位生长材料方法操作简单，可以实现基于不同尺寸的微区高温加热的前提下，原位生长半导体材料，材料生长区域形状可控。另外，微区加热原位生长材料的制备方法简单，与现有的MOS工艺兼容，便于大规模阵列及图形化制备，均匀性好。

公开(公告)号：CN106025061A

公开(公告)日：2016-10-12

申请号：CN201610552773.X

申请日：2016-07-14

Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所

Inventor： 王浩敏 ,  谢红 ,  王慧山 ,  王秀君 ,  谢晓明 ,  江绵恒

IPC: H01L43/04 ,  H01L43/06 ,  H01L43/10 ,  H01L43/14 ,  H01L39/12

CPC classification number: H01L43/065 ,  H01L39/12 ,  H01L39/126 ,  H01L43/04 ,  H01L43/10 ,  H01L43/14

Abstract: 本发明提供一种新型量子霍尔器件及其制备方法，包括：1)提供一衬底，在所述衬底表面形成第一超导薄膜层；2)在所述第一超导薄膜层表面覆盖第一介电薄膜层；3)然后在所述第一介电薄膜层表面形成具有预设图形的石墨烯层或半导体薄膜层；4)在所述步骤3)形成的结构表面自下而上依次形成第二介电薄膜层和第二超导薄膜层；5)在所述衬底表面形成金属电极，所述金属电极与石墨烯层或半导体薄膜层接触。本发明基于二维材料和微电子加工工艺，在该器件中采用两层超导薄膜，利用超导材料对磁场的屏蔽特性，控制作用于器件的磁场大小，当超导薄膜较薄时，屏蔽部分外加磁场，剩余的磁力线形成周期磁场作用于超导薄膜，使其工作在正常态向超导态转变的区间，形成量子器件，在实现量子器件高速低功耗的同时，降低器件制备的技术难度。

公开(公告)号：CN106024760A

公开(公告)日：2016-10-12

申请号：CN201610389241.9

申请日：2016-06-02

Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所

Inventor： 王浩敏 ,  谢红 ,  李蕾 ,  王慧山 ,  谢晓明

IPC: H01L23/552 ,  H01L21/768

CPC classification number: H01L23/552 ,  H01L21/76838

Abstract: 本发明提供一种用于磁场屏蔽的半导体器件及其制作方法，包括：衬底；位于衬底上表面的第一超导层；位于第一超导层表面的第一介电层；位于第一介电层表面、由二维半导体薄膜层形成的霍尔结构；位于霍尔结构表面的第二介电层；位于第二介电层表面的第二超导层；位于衬底上表面，并与霍尔结构连接的金属接触电极；第一、第二超导层的长宽小于第一、第二介电层的长宽，第一、第二介电层的长宽均小于等于霍尔结构的长宽，且霍尔结构的长宽小于衬底的长宽。通过本发明提供的一种用于磁场屏蔽的半导体器件及其制作方法，解决了利用现有技术中当二维半导体薄膜应用在新型微纳电子器件中时易受环境中电磁场的干扰，进而影响器件工作的问题。

公开(公告)号：CN103176354B

公开(公告)日：2016-08-17

申请号：CN201310090689.7

申请日：2013-03-20

Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所

Inventor： 谢红 ,  王浩敏 ,  孙秋娟 ,  刘晓宇 ,  谢晓明

IPC: G03F7/00 ,  G03F7/16 ,  G03F7/20

Abstract: 本发明提供一种绝缘衬底上的电子束曝光图形化方法，所述电子束曝光图形化方法包括以下步骤：1）提供一绝缘衬底；2）在所述绝缘衬底上旋涂电子束光刻胶；3）在所述电子束光刻胶上表面形成金属薄膜；4）进行电子束曝光得到所需光刻图形；5）在得到的光刻图形上沉积金属层，形成金属电极；6）剥离，去除光刻胶及多余金属后得到所需金属图形。本发明采用双层电子束光刻胶进行曝光，显影可以获得有利于后续金属剥离工艺的undercut结构，在双层胶上蒸发不连续的金属薄膜，再进行电子束曝光，能有效地将绝缘衬底表面的电荷导走，形成精确的曝光图形。本发明提供的图形化技术适用于各种绝缘衬底上的微纳器件加工工艺，克服了现有技术中的缺点而具高度产业利用价值。

公开(公告)号：CN103531482B

公开(公告)日：2016-02-03

申请号：CN201310533063.9

申请日：2013-10-31

Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所

Inventor： 王浩敏 ,  谢红 ,  孙秋娟 ,  王慧山 ,  吴天如 ,  谢晓明

IPC: H01L21/336 ,  B82Y40/00

Abstract: 本发明提供一种石墨烯场效应管的制作方法,包括：提供表面形成有二氧化硅层的半导体衬底；形成浮动电势交流介电泳结构：至少一第一子电极的第一电极部、至少包括一第二子电极和子电极连接线的第二电极部和至少一第三子电极的第三电极部，所述子电极连接线贯穿连接所有所述第二子电极，第二子电极和第三子电极的顶端分别一一相对；形成碳纳米管悬浮液；利用交流介电泳工艺使得每一相对的第二子电极和第三子电极之间连接一碳纳米管；固定所述碳纳米管；利用溅射工艺形成金属层；去除所述金属，形成石墨烯纳米带。本发明成批量实现单根碳纳米管的精确对准，将单壁碳纳米管裁剪成石墨烯纳米带，使之呈现出典型的半导体特性。

公开(公告)号：CN103400859B

公开(公告)日：2016-01-20

申请号：CN201310352264.9

申请日：2013-08-13

Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所

Inventor： 王浩敏 ,  谢红 ,  吴天如 ,  孙秋娟 ,  王慧山 ,  宋阳曦 ,  刘晓宇 ,  唐述杰 ,  谢晓明

IPC: H01L29/78 ,  H01L29/49 ,  H01L21/336 ,  H01L21/28

Abstract: 本发明提供一种基于石墨烯的隧穿场效应管单元、阵列及其形成方法，所述单元至少包括衬底；所述衬底上自下而上依次包括底栅电极、第一电介质层、底层石墨烯、绝缘阻挡层、顶层石墨烯、第二电介质层及顶栅电极；所述底层石墨烯及所述顶层石墨烯为带状石墨烯或石墨烯纳米带；所述带状石墨烯的宽度大于100nm；所述石墨烯纳米带的宽度范围为1~100nm。本发明通过在底层石墨烯及顶层石墨烯之间引入绝缘阻挡层，这样底层石墨烯及顶层石墨烯中载流子浓度可以分别通过加在底栅电极和顶栅电极上的电压进行调节，从而实现器件的较高的开关比。同时顶栅电极和底栅电极可以进行精确的单元选址，实现大规模器件集成运用。

公开(公告)号：CN103280404B

公开(公告)日：2015-09-30

申请号：CN201310185311.5

申请日：2013-05-17

Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所

Inventor： 王浩敏 ,  孙秋娟 ,  谢红 ,  谢晓明

IPC: H01L21/28

Abstract: 本发明提供一种基于竖直石墨烯的场发射电极的图形化制备方法，以耐酸性不同的金属为过渡图形化掩模层，首先利用两步图形化技术，在非金属衬底表面将图形转移到光刻胶上，沉积金属并剥离，得到有图形化金属的衬底，再在留有金属图形的衬底上沉积竖直石墨烯材料，经过酸液腐蚀，去除反应活性较高的金属，以实现薄膜材料的图形化。本发明提供的图形化技术使用于各种非金属衬底尤其是绝缘衬底上二维晶体材料的器件加工工艺。

公开(公告)号：CN102915929B

公开(公告)日：2014-11-12

申请号：CN201210425691.0

申请日：2012-10-30

Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所

Inventor： 王浩敏 ,  谢红 ,  刘晓宇 ,  张有为 ,  陈志蓥 ,  于广辉 ,  谢晓明

IPC: H01L21/336 ,  H01L21/28 ,  H01L21/8232

Abstract: 本发明提供一种石墨烯场效应器件集成方法。该方法在衬底上形成栅电极与对准标记。接下来制备出具有高介电常数的Al2O3薄膜，并利用湿法刻蚀的方法对其进行刻蚀，露出栅电极接触及对准标记。随后将采用化学气相沉积（CVD）方法制备的单层石墨烯薄膜转移到衬底上，并采用等离子体刻蚀系统刻蚀形成墨烯场效应管（GFET）的导电沟道。最后采用EBL的定义源极、漏极电极区域，并采用光学曝光定义金属接触，沉积金属并剥离以实现金属互连。该方法与传统CMOS制造工艺兼容，简化了器件的制备工艺，有利于提高器件的性能。该发明适用于石墨烯基电子器件及大规模碳基集成电路的加工制造工艺。

公开(公告)号：CN103943512A

公开(公告)日：2014-07-23

申请号：CN201410189193.X

申请日：2014-05-07

Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所

Inventor： 王浩敏 ,  谢红 ,  王慧山 ,  孙秋娟 ,  卢光远 ,  陈吉 ,  张学富 ,  吴天如 ,  谢晓明 ,  江绵恒

IPC: H01L21/336 ,  H01L21/28

CPC classification number: H01L29/66045 ,  H01L29/41

Abstract: 本发明提供一种降低石墨烯与电极接触电阻的方法，包括步骤：首先，提供衬底，在所述衬底上形成石墨烯；然后，在所述石墨烯表面形成暴露出石墨烯两端的边缘的BN薄膜，；接着，定义源、漏电极区域，形成金属催化层，并在氢气气氛中进行退火，使所述金属催化层团聚形成催化颗粒，所述氢气沿着所述催化颗粒的边缘与石墨烯及BN反应，在石墨烯及BN表面形成锯齿状结构的孔洞；形成源、漏金属电极、栅介质层以及栅极。本发明采用金属催化层刻蚀石墨烯，在氢气氛围下退火的过程中，金属催化层团聚形成小的颗粒，氢气沿着颗粒的边缘刻蚀BN/石墨烯表面，形成具有Zigzag边缘结构的孔洞，并能与随后沉积的源、漏金属电极形成极强的化学键，使金属电极与石墨烯接触更好。

公开(公告)号：CN103646855A

公开(公告)日：2014-03-19

申请号：CN201310713413.X

申请日：2013-12-20

Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所

Inventor： 王浩敏 ,  谢红 ,  孙秋娟 ,  王慧山 ,  吴天如 ,  谢晓明 ,  江绵恒

IPC: H01L21/04

CPC classification number: H01L21/7813 ,  H01L21/2007 ,  H01L29/66477

Abstract: 本发明提供一种石墨烯器件的制作方法，所述石墨烯器件的制作方法至少包括：提供第一衬底；在所述第一衬底上形成PVA层；在所述PVA层上形成PMMA层；在所述PMMA层上形成石墨烯器件；将所述第一衬底、所述PVA层、所述PMMA层和所述石墨烯器件放入去离子水中，以溶解所述PVA层，使得所述PMMA层和所述石墨烯器件与所述第一衬底脱离；将所述PMMA层和所述石墨烯器件转移第二衬底上。本发明采用PMMA做支撑层，同时利用PVA作为牺牲层，然后，再通过去除PVA，使得形成在PMMA层上的石墨烯器件连同所述PMMA层一同脱离第一衬底，再与第二衬底（本实施例中为聚酰亚胺衬底）黏结，从而实现将石墨烯器件形成在第二衬底上。这样可以扩大石墨烯器件的应用范围。