石墨烯作为一种新型的二维材料,自2004年第一次被发现后便引起了各领域科研工作者的广泛关注。这种只由一层碳原子构成的二维平面晶体具有很多优良的性质,比如：极高的载流子迁移率和饱和漂移速度、亚微米级的弹道输运、优良的机械性能和热导率,以及良好的光学性能等。随着硅基集成电路的尺寸逐步逼近摩尔定律的极限,石墨烯有望取代硅成为下一代集成电路材料。而且由于极高的载流子迁移率,石墨烯很适合应用于射频器件。石墨烯场效应晶体管(GFET)是实现基于石墨烯的射频器件、传感器和集成电路的基本器件结构。因此,本论文深入分析了GFET的研究背景和现状,研究了GFET的制备工艺流程和电学性能,重点对GFET的介质层进行了研究。本文的主要研究内容和结果如下：(1)第一章我们介绍了石墨烯的基本性质和制备方法,概述了GFET的结构和工作原理,详细分析了GFET的应用领域和研究现状,以及目前研究存在的问题,引出了本论文的选题思路和主要研究内容。(2)第二章我们首先对石墨烯样品进行了拉曼表征。在测试范围内没有观察到D峰；G峰和2D峰的比值为0.216,说明石墨烯样品为高质量的单层石墨烯。然后介绍了本文采用的紫外光刻技术以及光刻胶的分类和各自的适用范围,探索了最佳的光刻工艺参数。接着采用传输线法(TLM)测试了不同金属与石墨烯之间的接触电阻,选用了Ti/Au作为石墨烯的欧姆接触金属。最后介绍了底栅GFET的制备流程和测量原理,制备了底栅GFET器件并进行了电学测试,提取了电学参数。在测试范围内没有观察到狄拉克点,主要是由于石墨烯表面残留的光刻胶以及石墨烯表面吸附的水和氧气对石墨烯进行了掺杂导致。(3)第三章首先阐述了顶栅介质层对顶栅GFET的重要性,对比了不同介质层制备方法对石墨烯电学性能的影响,介绍了简单且低损伤的热蒸发方法,选用易升华的一氧化硅(SiO)作为蒸发材料。通过底栅测试分析蒸发SiO前后底栅GFET性能的变化,说明热蒸发的SiO对石墨烯的影响很小。然后通过对Ti-SiO-Ti三明治结构进行了电学测试,结果表明30 nm厚的热蒸发SiO薄膜具有较高的介电常数(εr=5.3)和击穿场强(EB= 4.1 MV/cm),适合作为GFET的顶栅介质层。介绍了顶栅GFET的制备流程,制备了以热蒸发SiO为介质层的顶栅GFET并进行了电学测试,证明了热蒸发SiO足以作为顶栅GFET的介质层。低损伤的热蒸发方法也适用于制备基于其他脆弱的二维材料器件的介质层。最后尝试了制备将SiO同时作为牺牲层和介质层的器件,为优化和简化GFET的工艺流程提供了新视角。结果表明SiO可以起到牺牲层的作用,避免了石墨烯与光刻胶的接触,降低了金属与石墨烯间的接触电阻。但由于SiO与石墨烯的热膨胀系数不同,在石墨烯沟道上的SiO薄膜容易发生形变,导致器件失效。我们通过改变工艺解决了SiO形变的问题。(4)第四章的主要内容是对本论文进行总结概括,指出论文的创新点,并对今后拟开展的新的研究工作进行展望。