[发明专利]氧化石墨烯沉积源及利用其的氧化石墨烯薄膜形成方法

说明书

本发明揭示一种可形成电性能优异的氧化石墨烯薄膜的氧化石墨烯沉积源及利用其的氧化石墨烯薄膜形成方法。本发明的氧化石墨烯沉积源还包括除烃类化合物以外的其他物质。本发明的氧化石墨烯薄膜形成方法通过等离子体增强化学气相沉积方法执行，优选为作为循环过程而进行。本发明的氧化石墨烯薄膜形成方法可制造具有优异的电性能的氧化石墨烯薄膜。

技术领域

本发明涉及一种氧化石墨烯沉积源。

另外，本发明涉及一种利用所述沉积源通过等离子体增强化学气相沉积(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition；以下称为PECVD)法形成电性能优异的氧化石墨烯(graphene oxide)薄膜的方法。

背景技术

与如碳黑的其他碳原材料相比，石墨烯具有表现出优异的电性能的优点，因此推测其可活用在半导体、显示器等各种领域。

石墨烯薄膜可通过各种方法制造，大致可分为石墨(graphite)剥离法与化学沉积方法。

首先，用以制造石墨烯薄膜的石墨剥离法有氧化/还原方法、超声波剥离方法等。

氧化/还原方法是将石墨氧化而形成氧化石墨，在剥离所述氧化石墨而获得氧化石墨烯后，通过还原来制造石墨烯。利用氧化/还原方法的石墨烯制造方法具有如下优点：可将价格低廉的石墨作为原料物质而大量制造石墨烯，且可实现利用石墨烯分散液的溶液制程。然而，所述方法存在如下问题：在石墨的氧化过程中，碳结晶遭到破坏而制造的石墨烯存在化学缺陷、结构缺陷，因此石墨烯的电性能欠佳、即电阻值较高且电迁移率较低。

超声波剥离方法是通过对将石墨分散到溶剂所得的溶液施加超声波而直接剥离石墨来制造石墨烯。所述方法不进行氧化/还原制程，故而可制造缺陷较少的石墨烯，可确保优异的电性能。然而，超声波剥离方法存在如下缺点：石墨的剥离效率有限，故而石墨烯的生产速度较低，难以大量生产。

另外，作为代表性的制造石墨烯薄膜的化学沉积方法，有利用化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，CVD)的方法。所述方法为如下方式：在CVD装置中，将含有碳(C)及氢(H)的沉积源(C_xH_y)热分解而在如Ni或Cu的催化剂金属上沉积石墨烯薄膜。所述方法具有可直接在基板上形成石墨烯的优点，但具有因高温制程而在制造石墨烯时费用高昂的缺点，且具有所制造的石墨烯薄膜的电性能欠佳的缺点。

如上所述，迄今为止已知的石墨烯薄膜制造方法存在如下问题：需经由氧化、剥离、分散、还原等各种制程，在大面积合成时存在制约，难以商用。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)韩国公开专利公报第10-2014-0128952号(2014年11月6日公开)

发明内容

[发明要解决的问题]

本发明的一目的在于提供一种氧化石墨烯沉积源。

本发明的另一目的在于提供一种利用所述沉积源通过PECVD法形成电性能优异的氧化石墨烯薄膜的方法。

[解决问题的手段]

用以达成上述一目的的本发明的实施例的氧化石墨烯沉积源的特征在于包括：化合物，包括碳、氢及氧；以及氧化石墨烯。

根据这种沉积源，与以往将烃类化合物单独用作沉积源的情况相比，可利用CVD法、尤其是PECVD法形成具有优异的电性能的氧化石墨烯薄膜。

在所述沉积源中，可包括0.1重量％至0.2重量％的所述氧化石墨烯。

另外，所述含氧烃类化合物可为液态。