[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

摘要

本发明公开了一种基于Cu膜退火的SiC衬底上结构化石墨烯制备方法，主要解决现有技术制备的石墨烯表面不光滑、连续性不好、层数不均匀，制作器件时由于光刻工艺导致石墨烯电子迁移率降低的问题。其实现步骤是：(1)对SiC样片进行标准清洗；(2)在SiC样片表面淀积一层SiO2，并在SiO2上刻出图形窗口；(3)将开窗后的样片置于石英管中，在800-1100℃下利用气态CCl4与裸露的SiC反应，生成双层碳膜；(4)将生成的双层碳膜样片置于缓冲氢氟酸溶液中去除窗口以外的SiO2；(5)将去除SiO2后的样片置于Cu膜上，再置于Ar气中，在温度为900-1100℃下退火15-25min，在窗口处生成双层结构化石墨烯。本发明具有工艺简单，安全性高，双层结构化石墨烯表面光滑，连续性好，孔隙率低的优点，可用于制作微电子器件。

主权项

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。