不同襯底對石墨烯FET工作特性影響及其ESD失效機理研究

《不同襯底對石墨烯FET工作特性影響及其ESD失效機理研究》是依託浙江大學，由徐楊擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：不同襯底對石墨烯FET工作特性影響及其ESD失效機理研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：徐楊
• 項目類別：面上項目

項目摘要

在實際器件製造過程中，石墨烯FET的優越性質會因襯底的影響而發生重大變化。本項目提出將石墨烯與襯底相互作用直接融入石墨烯FET器件設計理念，通過實驗和第一性原理與量子電熱輸運理論相結合，系統研究不同襯底對石墨烯FET器件工作性能影響與器件靜電放電ESD失效機理。研究以矽基和二維氮化硼與氟化石墨烯為代表的襯底界面，因襯底表面凹凸台階形貌、堆疊方式、錯位等實際工藝原因對石墨烯FET遷移率、跨導、漏電流、增益等器件工作性能的影響，並分析金屬電極與石墨烯接觸連線在外界強電流與瞬態脈衝電壓等干擾下的失效關鍵因素，通過製造與測試獲得在不同襯底上石墨烯FET器件對ESD的回響、維持和崩潰的電壓/電流以及失效機理，設計並驗證可靠性更高、性能更優的新型石墨烯FET概念器件，為石墨烯信息器件的發展提供理論預測和關鍵製造技術指導。

結題摘要

發展石墨烯信息器件與相關技術對立足未來高科技領域至關重要,石墨烯擁有眾多獨特性質,使其很適合於製作高性能器件,而這些優越性質在實際器件製造過程中,會因襯底的影響而發生較大變化。本項目根據石墨烯信息器件的發展趨勢,結合矽基襯底材料器件的傳統優勢,充分考慮將石墨烯與經典矽材料相結合,以及石墨烯與二維襯底(氮化硼和氟化石墨烯等)相組合的方式, 從實驗上研究了襯底對石墨烯各項特性的影響，還系統的通過仿真模擬計算解釋了其微觀機理，同時也提出了針對石墨烯特殊二維結構在非接觸下和襯底接觸下的相關表征方法。在此基礎之上製備的基於石墨烯的相關材料的特性得到了有效提高，製備的基於石墨烯的二維光電器件取得了創新性的成果。除此之外，我們還對石墨烯等二維材料和傳統的三維材料接觸帶來的問題進行了詳細的分析與討論。本項目提出的將石墨烯與襯底相互作用直接融入石墨烯器件製造與設計的理念與方法 ,為今後石墨烯信息器件的發展提供了理論支持和技術指導。