石墨烯材料具有优良的物理特性和易于与硅技术相结合的特点,被学术界和工业界认为是推进微电子技术进一步发展的极具潜力的材料。日前,中国科学院微电子研究所微波器件与集成电路研究室(四室)石墨烯研究小组成员(麻芃、郭建楠、潘洪亮)在金智研究员和刘新宇研究员的带领下,分别在采用微机械剥离方法、SiC外延生长法和化学气相淀积(CVD)法生长出的新型石墨烯材料上,成功研制出高性能的石墨烯电子器件。

  (一)微机械剥离石墨烯器件

  研究小组首先采用微机械剥离法得到几百平方微米的大面积石墨烯材料,在此基础上,创新的采用了具有自主知识产权的复合栅介质结构,开发了细栅条器件工艺,解决了器件制备中的关键工艺问题,开发出完整的石墨烯器件工艺流程,实现了石墨烯电子器件的制备,如图1(左)所示。测试数据表明,器件最高截止频率达到18GHz(图1(右)所示),达到国内石墨烯电子器件的最高水平。