形成石墨烯结构的方法技术

各种实施例涉及形成石墨烯结构的方法。在各种实施例中，提供了形成石墨烯结构的方法。该方法可以包括形成包括至少一个突出部的本体，以及在至少一个突出部的外周表面处形成石墨烯层。

【技术实现步骤摘要】

各种实施例总体上涉及一种形成石墨烯结构的方法。
技术介绍
碳纳米管可以具有有利的性质，例如关于它们的导电性或导热性，或者关于它们的硬度，例如机械硬度。当前，以如下方式来形成碳纳米管，该方式难以形成具有定义的长度和/或具有定义的直径的碳纳米管。另外，碳纳米管的形状可能被限制为圆形中空柱。
技术实现思路
在各种实施例中，提供了一种形成石墨烯结构的方法。方法可以包括形成包括至少一个突出部的本体。方法还可以包括在至少一个突出部的外周表面处形成石墨烯层。附图说明在附图中，相似的附图标记遍及不同的视图通常指代相同的部分。附图不必按比例，相反重点通常放在说明本专利技术的原理。在下面的描述中，参考下面的附图来描述本专利技术的各种实施例，在附图中：图1A到1E示出根据各种实施例的形成石墨烯结构的方法的各个阶段；图2A和2B示出根据各种实施例的形成石墨烯结构的方法的两个阶段；图3A和3B示出根据各种实施例的石墨烯结构；图4A到4F示出根据各种实施例的形成晶体管的方法的各个阶段；图5A到5C示出根据各种实施例的形成石墨烯结构的方法的各个阶段；图6A和6B示出根据各种实施例的形成石墨烯结构的方法的各个阶段；图7示出根据各种实施例的形成石墨烯结构的方法的示意图；图8示出根据各种实施例的形成石墨烯结构的方法的示意图；以及图9示出根据各种实施例的形成石墨烯结构的方法的示意图。具体实施方式下面的详细描述参考附图，附图通过说明示出特定细节以及能够在其中实践本专利技术的实施例。提供用于器件的本公开内容的各个方面，并且提供用于方法的本公开内容的各个方面。应当理解，器件的基本性质也适用于方法，反之亦然。因此，为了简洁，可以省略这样的性质的重复描述。词语“示例性”在本文中使用以表示“用作示例、实例或说明”。本文中描述为“示例性”的任何实施例或设计不一定要被理解为比其他实施例或设计优选或有利。关于形成在侧面或表面“之上”的沉积材料所使用的词语“之上”在本文中可以用于表示沉积材料可以“直接地”形成在所表示的侧面或表面“上”，例如与其直接接触。关于形成在侧面或表面“之上”的沉积材料所使用的词语“之上”在本文中可以用于表示沉积材料可以“间接地”形成在所表示的侧面或表面“上”，其中所表示的侧面或表面与沉积材料之间布置有一个或多个另外的层。词语“柱”、“柱状”等应当理解为指代由平行于固定直线移动并且与固定平面封闭曲线交叉的直线追踪的表面。换言之，柱可以不仅包括具有圆形或椭圆形横截面的三维结构，而且也可以包括具有其轮廓为任何其他规则或不规则形状(例如多边形(例如三角形、矩形、正方形、六边形等)、半月形状等)的横截面的三维结构，只要横截面的轮廓(固定平面中的曲线)封闭。本文中所使用的术语“至少一个石墨烯层”表示碳原子的至少一个1原子厚的层并且因此包括碳原子的单原子厚的层以及碳原子的多原子厚的层，例如，诸如碳原子的2原子厚的层、3原子厚的层、4原子厚的层、5原子厚的层、6原子厚的层。下面，可以涉及石墨烯层和石墨烯结构。可以认为(例如至少一个)石墨烯层形成非常薄，例如仅几个原子(参见以上)厚的层，即被形成为在两层维度中延伸并且在第三维度中具有可忽略的延伸。然而，石墨烯层也可以布置在第三维度，其在第三维度中例如可以弯曲和/或链接，从而形成三维石墨烯结构。因此可以认为石墨烯层在第三维度中被成形以形成石墨烯结构，并且可以认为石墨烯结构是基本上二维石墨烯层的三维布置。在各种实施例中，可以提供以定义的方式来形成碳纳米管的方法。例如可以使用通过根据各种实施例的方法形成的碳纳米管用于形成可开关(例如电子)器件，例如晶体管。在各种实施例中，可以在含碳半导体本体上或者从含碳半导体本体形成突出部。在突出部的表面处，可以形成石墨烯层。在各种实施例中，可以例如通过以如下方式在衬底中形成沟槽来结构化含碳半导体(例如SiC)衬底：该方式使得能够形成一个或多个突出部，例如柱子形状和/或台面形状的结构(其可以称为台面结构)，例如SiC台面结构。随后，可以对结构化的衬底退火，使得能够将至少一个台面结构的表面转换成石墨烯层。换言之，可以使用含碳(例如SiC)衬底用于形成突出部。具有突出部的衬底可以经历退火工艺，这可以在突出部的暴露表面上形成石墨烯层。石墨烯层可以通过衬底材料(例如碳化硅)的热分解来形成。用于形成石墨烯的这一工艺也可以称为石墨烯层的外延、外延形成或外延生长，即使用于形成石墨烯的碳可以由含碳半导体材料本身来提供并且没有在沉积工艺中沉积，这种沉积工艺通常可以称为外延沉积、外延、外延形成或外延生长。在一个或多个实施例中，可以例如使用极紫外光刻或电子束光刻开发半导体衬底的非常精确的可结构化性，用于形成具有精确地预定义的形状的石墨烯结构。首先，可以从含碳衬底(例如SiC衬底)或者在其上形成精确地成形的突出部，并且之后可以在精确地成形的突出部的外表面处或上形成石墨烯结构，从而产生精确地成形的石墨烯结构。可以使用退火工艺用于形成石墨烯结构。在各种实施例中，可以提供以良好定义(well-defined)的方式来形成碳纳米管的方法。可以通过形成环绕(例如包绕)碳化硅台面结构(例如柱子形状的碳化硅台面结构)的至少一个石墨烯层来形成碳纳米管。在各种实施例中，碳纳米管可以填充有碳化硅，其可以是台面结构的其余SiC材料。替选地，可以从碳纳米管的内部去除碳化硅。在各种实施例中，可以形成包含碳化硅的多个柱子。从多个柱子，可以通过在多个柱子的外周表面处的碳化硅的热分解来形成多个碳纳米管。在各种实施例中，可以通过将本体预先成形为具有外围表面并且通过在外围表面上形成石墨烯层来形成石墨烯结构，外围表面具有期望用于石墨烯结构的形状(例如柱状形状)。下面，可以参考附图来详细描述各个实施例。在实施例中，可以在(例如突出部的)外周表面上形成石墨烯层。替选地，可以在(例如形成在本体中的开口的)内周表面上形成石墨烯层，并且可以去除在石墨烯层外部的本体的部分(其可以形成封闭的表面)，或者可以在形成在本体中的开口的内周表面上形成石墨烯层，其中开口可以具有特定直径，使得能够形成碳纳米管，换言之，开口的直径可以满足特定关系。在实施例中，本体或者突出部的至少外围表面可以描述为包括含碳半导体材料或者由其组成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成石墨烯结构的方法，包括：形成包括至少一个突出部的本体；以及在所述至少一个突出部的外周表面处形成石墨烯层。

【技术特征摘要】
2014.12.31 US 14/587,0071.一种形成石墨烯结构的方法，包括：
形成包括至少一个突出部的本体；以及
在所述至少一个突出部的外周表面处形成石墨烯层。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中所述本体是半导体本体。
3.根据权利要求1所述的方法，
其中所述至少一个突出部包括含碳半导体材料。
4.根据权利要求3所述的方法，
其中所述含碳半导体材料是碳化硅。
5.根据权利要求4所述的方法，其中形成所述石墨烯层包括：
在所述至少一个突出部的所述外周表面周围通过所述碳化硅的
热分解来从所述至少一个突出部的所述碳化硅形成所述石墨烯层。
6.根据权利要求1所述的方法，
其中形成包括所述至少一个突出部的所述本体包括：提供衬底，
并且在所述衬底中形成至少一个沟槽。
7.根据权利要求1所述的方法，
其中形成包括所述至少一个突出部的所述本体包括：提供衬底，
并且在所述衬底上外延生长所述至少一个突出部。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
去除驻留在所述石墨烯层内的所述突出部的部分。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在所述至少一个突出部中形成开口；以及
在所述开口的表面上形成石墨烯层。
10.根据权利要求1的方法，
其中在所述至少一个突出部的外周表面处的所述石墨烯层形成
封闭的表面。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述石墨烯层包括至少一

\t个碳纳米管。
12.根据权利要求11所述的方法，
其中形成所述石墨烯层包括对所述本体退火。
13.根据权利要求12所述的方法，
其中所述退火的一个或多个工艺参数被调节成使得所述至少一
个碳纳米管被配置为单壁碳纳米管。
14.根据权利要求13所述的方法，
其中所述退火的所述工艺参数包括退火温度、退火持续时间、气
氛的压力以及气氛的成分中的至少一项。
15.根据权利要求12所述的方法，
其中退火温度在大约1150℃到大约1800℃的范围内。
16.根据权利要求12所述的方法，
其中退火持续时间在大约5分钟到大约60分钟的范围内。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：HJ·舒尔策，P·伊尔斯格勒，G·鲁尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE