石墨烯纳米带的转移方法技术

本发明专利技术提供了一种石墨烯纳米带的转移方法，包括如下步骤：提供一初始衬底；在所述初始衬底上形成石墨烯纳米带；在所述初始衬底及所述石墨烯纳米带的上方形成支撑层，所述支撑层包覆所述石墨烯纳米带；提供一目标衬底，将所述目标衬底与所述支撑层键合；去除所述初始衬底。本发明专利技术通过在初始衬底上形成支撑层，包覆石墨烯纳米带，并将所述支撑层与目标衬底键合，实现石墨烯纳米带的转移，避免了石墨烯纳米带在转移中容易出现有机物残留及结构损坏的问题，提高了制品良率。

Transfer methods of graphene nanoribbons

The present invention provides a transfer method of graphene nanoribbons, which includes the following steps: providing an initial substrate; forming graphene nanoribbons on the initial substrate; forming a support layer above the initial substrate and the graphene nanoribbons, the support layer coated with the graphene nanoribbons; and providing a target substrate to bond the target substrate with the support layer. The initial substrate is removed. The invention realizes the transfer of graphene nanoribbons by forming a support layer on the initial substrate, coating graphene nanoribbons, and bonding the support layer with the target substrate, avoiding the problems of organic residue and structural damage in the transfer of graphene nanoribbons, and improving the product yield.

【技术实现步骤摘要】
石墨烯纳米带的转移方法
本专利技术涉及石墨烯器件制备
，特别是涉及一种石墨烯纳米带的转移方法。
技术介绍
石墨烯(Graphene)是一种比较典型的半金属材料，具有优异的电学性能，是室温下导电性最好的材料。但鉴于石墨烯材料带隙的缺乏，在实际应用中很难控制其导电性的大小。石墨烯纳米带是指宽度在50纳米以下的石墨烯条带结构。在纳米带结构下，石墨烯能产生带隙，并且带隙大小和石墨烯纳米带的宽度成反比。石墨烯纳米带具有高电导率、高热导率、低噪声等性质，这些优良特性促使石墨烯纳米带成为集成电路互连材料的新一代选择。目前，制备石墨烯纳米带器件都是基于薄膜转移的工艺，如湿法转移或键合转移。其中，在湿法转移过程中所使用的PMMA胶会导致有机物残留，进而降低所制备的石墨烯纳米带器件的性能；而现有的键合转移技术多为使用石墨烯直接和衬底键合，成功率较低。此外，石墨烯纳米带的不连续性分布使其在转移过程中很容易产生褶皱甚至破损。因此，开发一种无胶转移石墨烯纳米带的方法对微电子
的发展有着重大的意义，有必要提出一种新的石墨烯纳米带的转移方法，解决上述问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种石墨烯纳米带的转移方法，用于解决现有技术中石墨烯纳米带在转移过程中容易出现有机物残留及结构损坏的问题。为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术提供了一种石墨烯纳米带的转移方法，其特征在于，包括如下步骤：提供一初始衬底；在所述初始衬底上形成石墨烯纳米带；在所述初始衬底及所述石墨烯纳米带的上方形成支撑层，所述支撑层包覆所述石墨烯纳米带；提供一目标衬底，将所述目标衬底与所述支撑层键合；去除所述初始衬底。作为本专利技术的一种可选方案，形成所述石墨烯纳米带的方法包括化学气相沉积。作为本专利技术的一种可选方案，所述初始衬底包括半导体衬底或金属衬底。作为本专利技术的一种可选方案，所述初始衬底包括锗单晶衬底或锗多晶衬底。作为本专利技术的一种可选方案，去除所述初始衬底的方法包括对所述初始衬底进行湿法腐蚀。作为本专利技术的一种可选方案，在所述湿法腐蚀中所使用的腐蚀液为磷酸与过氧化氢的混合溶液。作为本专利技术的一种可选方案，所述支撑层包括介电材料层。作为本专利技术的一种可选方案，所述支撑层包括二氧化硅层。作为本专利技术的一种可选方案，所述二氧化硅层的厚度范围介于200纳米至400纳米。作为本专利技术的一种可选方案，形成所述二氧化硅层的方法包括低压化学气相沉积。作为本专利技术的一种可选方案，所述目标衬底包括半导体衬底或金属衬底。作为本专利技术的一种可选方案，所述目标衬底包括硅衬底。作为本专利技术的一种可选方案，在将所述目标衬底与所述支撑层键合前，还包括对所述目标衬底与所述支撑层中参与键合的键合面进行表面处理的步骤。作为本专利技术的一种可选方案，对所述键合面进行表面处理的步骤包括：使用浓硫酸对所述键合面进行清洗并干燥；使用氩离子对所述键合面进行激活处理。作为本专利技术的一种可选方案，在所述目标衬底与所述支撑层进行键合后，还包括对所述目标衬底与所述支撑层的键合面进行退火的步骤。作为本专利技术的一种可选方案，所述退火工艺的退火温度范围为200至300摄氏度。如上所述，本专利技术提供了一种石墨烯纳米带的转移方法，通过在初始衬底上形成支撑层，包覆石墨烯纳米带，并将所述支撑层与目标衬底键合，实现石墨烯纳米带的转移，避免了石墨烯纳米带在转移中容易出现有机物残留及结构损坏的问题，提高了制品良率。附图说明图1显示为本专利技术实施例一中提供的石墨烯纳米带的转移方法的流程图。图2显示为本专利技术实施例一中提供的初始衬底的示意图。图3显示为本专利技术实施例一中提供的初始衬底的截面图。图4显示为本专利技术实施例一中提供的在初始衬底上形成石墨烯纳米带的示意图。图5显示为本专利技术实施例一中提供的在初始衬底上形成石墨烯纳米带的截面图。图6显示为本专利技术实施例一中提供的在初始衬底及石墨烯纳米带的上方形成支撑层的示意图。图7显示为本专利技术实施例一中提供的在初始衬底及石墨烯纳米带的上方形成支撑层的截面图。图8显示为本专利技术实施例一中提供的目标衬底与支撑层在键合前的示意图。图9显示为本专利技术实施例一中提供的目标衬底与支撑层在键合前的截面图。图10显示为本专利技术实施例一中提供的目标衬底与支撑层在键合后的示意图。图11显示为本专利技术实施例一中提供的目标衬底与支撑层在键合后的截面图。图12显示为本专利技术实施例一中提供的初始衬底去除前的示意图。图13显示为本专利技术实施例一中提供的初始衬底去除前的截面图。图14显示为本专利技术实施例一中提供的初始衬底去除后的示意图。图15显示为本专利技术实施例一中提供的初始衬底去除后的截面图。元件标号说明101初始衬底102石墨烯纳米带103支撑层104目标衬底S1～S5步骤1)～5)具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1至图15。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，虽图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。实施例一请参阅图1至图15，本实施例提供了一种石墨烯纳米带的转移方法，包括如下步骤：1)提供一初始衬底101；2)在所述初始衬底101上形成石墨烯纳米带102；3)在所述初始衬底101及所述石墨烯纳米带102的上方形成支撑层103，所述支撑层103包覆所述石墨烯纳米带102；4)提供一目标衬底104，将所述目标衬底104与所述支撑层103键合；5)去除所述初始衬底101。在步骤1)中，请参阅图1的S1步骤及图2至图3，提供一初始衬底101。图2是本实施例中所提供的初始衬底101的示意图，图3是其截面图。作为示例，在本实施例中，所述初始衬底101包括用于生长石墨烯纳米带的锗单晶衬底或锗多晶衬底。在本专利技术的其他实施方案中，所述初始衬底还可以选择其他金属衬底、半导体衬底或无机非金属衬底。例如，可用于生长石墨烯的碳化硅衬底或铜衬底，或者在半导体制造中常用的硅衬底、玻璃衬底或陶瓷衬底。在步骤2)中，请参阅图1的S2步骤及图4至图5，在所述初始衬底101上形成石墨烯纳米带102。图4是本实施例中所提供的在所述初始衬底101上形成石墨烯纳米带102的示意图，图5是其截面图。作为示例，所述石墨烯纳米带102是通过化学气相沉积(CVD)在所述初始衬底101上直接生长获得的。具体地，所述初始衬底101为锗衬底。在特定晶面的锗衬底上，如锗(001)面，通过调节化学气相沉积过程中的生长时间、温度和气体流量等工艺参数可以直接在锗衬底上生长得到具有选择性的生长方向，且生长方向相互垂直的石墨烯纳米带，如图4所示。所述石墨烯纳米带也可以通过其他生长方式获得。例如，通过对衬底上的石墨烯薄膜进行图形化，进而得到石墨烯纳米带；或者通过解离并平铺位于衬底上碳纳米管，以获得石墨烯纳米带。本实施例中所生长的石墨烯纳米带为单层，在本专利技术的其他实施方案中，也可以形成多层的石墨烯纳米带。此外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯纳米带的转移方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一初始衬底；在所述初始衬底上形成石墨烯纳米带；在所述初始衬底及所述石墨烯纳米带的上方形成支撑层，所述支撑层包覆所述石墨烯纳米带；提供一目标衬底，将所述目标衬底与所述支撑层键合；去除所述初始衬底。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯纳米带的转移方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一初始衬底；在所述初始衬底上形成石墨烯纳米带；在所述初始衬底及所述石墨烯纳米带的上方形成支撑层，所述支撑层包覆所述石墨烯纳米带；提供一目标衬底，将所述目标衬底与所述支撑层键合；去除所述初始衬底。2.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带的转移方法，其特征在于：形成所述石墨烯纳米带的方法包括化学气相沉积。3.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带的转移方法，其特征在于：所述初始衬底包括半导体衬底或金属衬底。4.根据权利要求3所述的石墨烯纳米带的转移方法，其特征在于：所述初始衬底包括锗单晶衬底或锗多晶衬底。5.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带的转移方法，其特征在于：去除所述初始衬底的方法包括对所述初始衬底进行湿法腐蚀。6.根据权利要求5所述的石墨烯纳米带的转移方法，其特征在于：在所述湿法腐蚀中所使用的腐蚀液为磷酸与过氧化氢的混合溶液。7.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带的转移方法，其特征在于：所述支撑层包括介电材料层。8.根据权利要求7所述的石墨烯纳米带的转移方法，其特征在于：所述支撑层包括二氧化硅层。9.根据权利要求8所述的石墨...

【专利技术属性】
技术研发人员：张苗，王雅斓，李攀林，狄增峰，薛忠营，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：上海,31