[发明专利]基于Cu膜退火的SiC衬底图形化石墨烯制备方法

摘要

本发明公开了一种基于Cu膜退火的SiC衬底图形化石墨烯制备方法。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SiO2，并在SiO2上光刻出图形；(3)将图形化的SiC样片与气态CCl4反应，生成碳膜；(4)将生成的碳膜样片置于缓冲氢氟酸溶液中去除图形以外的SiO2；(5)在去除SiO2的样片上利用PVD法镀Cu膜；(6)将镀有Cu膜的样片置于Ar气中，退火15-25分钟，使碳膜重构成图形化石墨烯；(7)将图形化石墨烯的样片置于FeCl3溶液中去除Cu膜。本发明具有工艺简单，安全性高，图形化石墨烯表面光滑，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衬底图形化石墨烯制备方法，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SiO2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3C‑SiC，形成与窗口形状相同的图形；（4）将图形化的SiC样片置于石英管中，并连接好由三口烧瓶、水浴锅、电阻炉和石英管组成的反应装置，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，生成碳膜；（6）将生成的碳膜样片置于缓冲氢氟酸溶液中，以去除图形以外的SiO2，该溶液是由比例为1:10的氢氟酸与水配制而成；（7）在去除SiO2后的碳膜上，利用物理气相淀积PVD法镀一层200‑300nm厚的Cu膜；（8）将镀有Cu膜的碳膜样片置于Ar气中，在温度为900‑1100℃下退火15‑25分钟，使碳膜在图形位置重构成图形化石墨烯；（9）将生成的图形化石墨烯的样片置于FeCl3溶液中以去除Cu膜,获得图形化石墨烯材料。