石墨烯基場效應晶體管技術的發展及相關專利分析

朱丹丹 張燕楠 王建霞 孫健

摘要：石墨烯基場效應晶體管（GFET）技術是實現基于石墨烯的高頻器件、存儲器、傳感器以及集成電路的基本器件結構，其在半導體電子器件領域具有廣泛的應用前景。本文從專利申請的角度對GFET的發展進行了統計分析，介紹了GFET技術的國內外專利申請情況、主要技術分布和重要申請人分布，并對GFET的研究現狀進行了梳理。

關鍵詞：石墨烯;GFET;專利分析

中圖分類號：TN304 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1003-5168（2019）36-0060-05

Abstract： Graphene based field effect transistor （GFET） is the basic device structure ?of high frequency devices， memories， sensors and integrated circuits which based on graphene. It has a wide application prospect in the field of semiconductor electronic devices. This paper makes a statistical analysis of the development of GFET from the perspective of patent application， introduces the domestic and foreign patent application， technology distribution and important applicant distribution of GFET technology， and untangles the research status of GFET.

key words： graphene;GFET;analysis of patent

1 引言

2004年，英國曼徹斯特大學兩位物理學家Geim和Novoselov通過機械剝離的方式由石墨獲得了一種單層片狀的二維碳材料—石墨烯，激起了科學界巨大的波瀾。自此，石墨烯作為一顆冉冉升起的新星成為科學界研究的熱點，短短十幾年間，關于石墨烯在各個領域的應用等研究成果層出不窮。

石墨烯場效應晶體管器件（GFET）是實現基于石墨烯的高頻器件、存儲器、傳感器以及集成電路的基本器件結構，近年來引起了越來越多的關注。Geim和Novoselov在2004年第一篇石墨烯研究論文中就報道了GFET[1]。與傳統的Si基場效應晶體管相比，GFET具有以下特點：（1）帶隙為零，石墨烯在零電場條件下仍具有導電性，這使得GFET的電流不能關斷，開關比（Ion/Ioff）很低，不利于GFET在邏輯電路中的應用;（2）由于石墨烯具有很高遷移率，故石墨烯在高頻應用中比硅更具優勢;（3）石墨烯具有非常大比表面積，對外界環境變化有很強靈敏度，因此，GFET在傳感和探測方面具有較大應用潛力。

為進一步了解GFET的發展現狀，接下來本文將采用關鍵詞、IPC和CPC分類號相結合的方式在中國專利文摘數據庫（CNABS）和德溫特世界專利索引數據庫（DWPI）中進行檢索統計，對國內外關于GFET的專利技術進行全面分析，掌握其發展動向。……