本发明属于半导体器件技术领域，具体为一种石墨烯金属氧化物栅介质的集成方法。本发明首先利用金属醇盐水解机理，采用浸渍或旋覆工艺在石墨烯表面生成一层超薄金属氢氧化物薄膜；以该超薄金属氢氧化物薄膜作为成核层，采用常规原子层沉积工艺在所述石墨烯表面制备出均匀、高质量高k栅介质薄膜。本发明通过金属醇盐水解引入的金属氢氧化物薄膜，金属醇盐水解过程不会破坏石墨烯晶体结构，同时金属氢氧化物薄膜在后续原子层沉积工艺中能够逐渐脱水形成介电常数更高的金属氧化物薄膜，不会降低总体栅介质层的性能，这些都有利于提高由所述石墨烯制备的产品（例如石墨烯基场效应晶体管）的器件性能。