高结晶质量石墨烯的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高结晶质量石墨烯的制备方法，该方法包括：选取SiC衬底；刻蚀SiC衬底形成台面结构的预刻蚀衬底；在所述预刻蚀衬底上生长3C‑SiC材料；热解3C‑SiC材料，以完成高结晶石墨烯的制备。本发明专利技术通过预刻蚀SiC衬底，有效隔离缺陷间的相互影响，在刻蚀台面上实现完美结晶薄膜；此外，3C‑SiC在[111]方向上原子层排列的方向不变，可以避免台阶束的产生，从而制备出更高质量的石墨烯。

Preparation of high crystalline graphene

【技术实现步骤摘要】
高结晶质量石墨烯的制备方法
本专利技术涉及半导体器件领域，特别涉及一种高结晶质量石墨烯的制备方法。
技术介绍
石墨烯独特的物理化学性质，有望在半导体、光伏、锂电池、生物、医疗、显示器等传统和新兴产业带来革命性进步。科学界及工业界一直探索大规模制备高质量石墨烯的方法。目前制备石墨烯的方法有两大类，第一类就是由上而下，通过破坏石墨层间的范德瓦尔斯力将石墨进行层层剥离，最终获得层数较少或单层的石墨烯，这类方法主要包括机械剥离法、液相剥离法跟氧化-还原法；另一大类是由下而上，通过C原子的聚集重构组成石墨烯薄膜，这类方法主要包括化学气相沉淀法和碳化硅热解法。由于第一类制备方法有制备工艺不稳定、重复性差、产量及效率低、难以实现石墨烯的大面积和规模化生产等原因很难被推广应用于半导体器件制备方面。目前圆晶级石墨烯的制备方法有CVD外延生长法和SiC高温热解法。CVD外延生长法缺点是能源消耗大，获得的石墨烯片层与衬底相互作用强，大多时候金属衬底上的石墨烯需要进行转移到绝缘介质上(如SiO2等衬底)，再利用其电学特性进行器件制备。因此整个工艺复杂度较高，材料性能损失严重，材料易被污染，也由此带来工艺重复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高结晶质量石墨烯的制备方法，其特征在于，包括：选取SiC衬底；刻蚀所述SiC衬底形成台面结构的预刻蚀衬底；在所述预刻蚀衬底上生长3C‑SiC材料；热解所述3C‑SiC材料，以完成所述高结晶石墨烯的制备。

【技术特征摘要】
1.一种高结晶质量石墨烯的制备方法，其特征在于，包括：选取SiC衬底；刻蚀所述SiC衬底形成台面结构的预刻蚀衬底；在所述预刻蚀衬底上生长3C-SiC材料；热解所述3C-SiC材料，以完成所述高结晶石墨烯的制备。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SiC衬底为4H-SiC衬底或者6H-SiC衬底。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预刻蚀所述SiC衬底形成台面结构的预刻蚀衬底，包括：在所述SiC衬底形成预刻蚀图形；利用ICP工艺或RIE工艺，在所述SiC衬底刻蚀台面形成台面结构的预刻蚀衬底。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述SiC衬底形成预刻蚀图形，包括：在所述SiC衬底淀积金属及光刻胶；利用标准显影工艺，采用掩膜版，刻蚀所述光刻胶，形成所述预刻蚀图形。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述台面结构沿横截面形成的多边形的边长为500μm～5mm，沿纵截面形成的深度为2～4μm。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述SiC衬底为4H-SiC衬...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛斌，尹巍，杨文耀，刘文波，夏继宏，
申请(专利权)人：重庆文理学院，
类型：发明
国别省市：重庆,50