[发明专利]基于Cu膜退火的SiC衬底上结构化石墨烯制备方法

权利要求书

1.一种基于Cu膜退火的SiC衬底上结构化石墨烯制备方法，包括以下步骤：

（1）对SiC样片进行清洗，以去除表面污染物；

（2）在清洗后的SiC样片表面利用等离子体增强化学气相沉积PECVD淀积一层0.4-1.2μm厚的SiO₂，作为掩膜；

（3）在掩膜表面涂一层光刻胶，再在掩膜上刻出与所需制作的器件的衬底形状相同的窗口，露出SiC，形成结构化图形；

（4）将开窗后的样片置于石英管中，并连接好各个装置，再对石英管加热至800-1000℃；

（5）对装有CCl₄液体的三口烧瓶加热至60-80℃，再向三口烧瓶中通入Ar气，利用Ar气携带CCl₄蒸汽进入石英管中，使CCl₄与裸露的SiC反应30-120min,生成双层碳膜；

（6）将生成的双层碳膜样片置于缓冲氢氟酸溶液中以去除窗口以外的SiO₂；

（7）将去除SiO₂后的双层碳膜样片置于Cu膜上，再将它们一同置于Ar气中，在温度为900-1100℃下退火15-25分钟，使双层碳膜在窗口位置重构成双层结构化石墨烯，再将Cu膜从双层结构化石墨烯样片上取开。

2.根据权利要求1所述的基于Cu膜退火的SiC衬底上结构化石墨烯制备方法，其特征在于所述步骤（1）对SiC样片进行清洗，是先使用NH₄OH+H₂O₂试剂浸泡SiC样片10分钟，取出后烘干，以去除样片表面有机残余物；再使用HCl+H₂O₂试剂浸泡样片10分钟，取出后烘干，以去除离子污染物。

3.根据权利要求1所述的基于Cu膜退火的SiC衬底上结构化石墨烯制备方法，其特征在于所述步骤（2）中利用PECVD淀积SiO₂，其工艺条件为：

SiH₄、N₂O和N₂的流速分别为30sccm、60sccm和200sccm，

反应腔内压力为3.0Pa，

射频功率为100W，

淀积温度为150℃，

淀积时间为30-100min。

4.根据权利要求1所述的基于Cu膜退火的SiC衬底上结构化石墨烯制备方法，其特征在于所述步骤（5）中Ar气流速为50-80ml/min。

5.根据权利要求1所述的基于Cu膜退火的SiC衬底上结构化石墨烯制备方法，其特征在于所述步骤（6）中缓冲氢氟酸溶液为氢氟酸与水比例为1:10。

6.根据权利要求1所述的基于Cu膜退火的SiC衬底上结构化石墨烯制备方法，其特征在于所述步骤（7）退火时Ar气的流速为25-100ml/min。

7.根据权利要求1所述的基于Cu膜退火的SiC衬底上结构化石墨烯制备方法，其特征在于所述步骤（7）中的Cu膜厚度为250-300nm。

8.根据权利要求1所述的基于Cu膜退火的SiC衬底上结构化石墨烯制备方法，其特征在于所述SiC样片的晶型采用4H-SiC或6H-SiC。