一种Si基衬底异质集成石墨烯的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种Si基衬底异质集成石墨烯的制备方法，包括：提供一Si基衬底，在所述Si基衬底上表面形成介质层；提供一复合结构，所述复合结构包括牺牲衬底以及覆盖于所述牺牲衬底上表面的金属层；在所述复合结构上表面沉积石墨烯薄膜，形成覆盖所述金属层的石墨烯层；将所述Si基衬底覆盖有所述介质层的一面与所述复合结构上覆盖有所述石墨烯薄膜的一面进行键合；采用腐蚀工艺腐蚀所述金属层，以实现所述牺牲衬底的分离，使得石墨烯薄膜转移到Si基衬底上。本发明专利技术将石墨烯薄膜转移至Si基衬底上，解决了石墨烯薄膜与Si基衬底晶圆级集成的问题，为石墨烯在微电子器件领域的应用提供支撑。

A preparation method of Heterogeneous Integrated graphene on Si substrate

【技术实现步骤摘要】
一种Si基衬底异质集成石墨烯的制备方法
本专利技术属于功能材料制备领域，特别涉及一种Si基衬底异质集成石墨烯的制备方法。
技术介绍
石墨烯是一种单层平面紧密二维蜂窝晶格的碳原子，是碳原子以sp2杂化轨道排列构成的单层二维晶体，是所有其他维度的石墨材料的基本构建模块。可以被包装成零维富勒烯，卷成一维纳米管或堆叠成三维石墨。石墨烯的结构非常稳定，碳碳键间距仅为受到外力时，石墨烯会弯曲变形以释放应力，碳原子不必重新排布，可保持结构稳定。这种结构也使得石墨烯具有优秀的导热性，另外石墨烯中的电子在移动中不会因晶格缺陷和外来原子而发生散射。石墨烯也是目前世界上最薄也最坚硬的纳米材料，几乎完全透明，对光的吸收率只有2.3％，导热率达到5300W/m.K，高于碳纳米管与金刚石。常温下电子迁移率超过15000cm2/V·s，高于碳纳米管与单晶硅。另外，石墨烯也是目前电阻率最小的材料，电阻率只有10-6Ω·cm，低于常用的导体材料铜和银。由于其极低的电阻率，高电子迁移率，因此是用于新一代电子元件或晶体管的理想材料。由于其高透光率，也适用于触控屏幕，光板和太阳能电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Si基衬底异质集成石墨烯的制备方法，其制作方法至少包括如下步骤：/n提供一Si基衬底，在所述Si基衬底上表面形成介质层；/n提供一复合结构，所述复合结构包括牺牲衬底以及覆盖于所述牺牲衬底表面的金属层；/n在所述复合结构上表面沉积石墨烯薄膜，形成覆盖所述金属层的石墨烯层；/n键合步骤：将所述Si基衬底覆盖有所述介质层的一面与所述复合结构上覆盖有所述石墨烯薄膜的一面进行键合；/n采用腐蚀工艺腐蚀所述金属层，以实现所述牺牲衬底的分离，使得石墨烯薄膜转移至Si基衬底上。/n

【技术特征摘要】
1.一种Si基衬底异质集成石墨烯的制备方法，其制作方法至少包括如下步骤：
提供一Si基衬底，在所述Si基衬底上表面形成介质层；
提供一复合结构，所述复合结构包括牺牲衬底以及覆盖于所述牺牲衬底表面的金属层；
在所述复合结构上表面沉积石墨烯薄膜，形成覆盖所述金属层的石墨烯层；
键合步骤：将所述Si基衬底覆盖有所述介质层的一面与所述复合结构上覆盖有所述石墨烯薄膜的一面进行键合；
采用腐蚀工艺腐蚀所述金属层，以实现所述牺牲衬底的分离，使得石墨烯薄膜转移至Si基衬底上。


2.根据权利要求1所述的Si基衬底异质集成石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，该制备方法还包括在所述石墨烯层表面生长氧化铝层的步骤。


3.根据权利要求2所述的Si基衬底异质集成石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，该制备方法还包括在所述氧化铝层表面同质生长氧化铝薄膜的步骤。


4.根据权利要求2所述的Si基衬底异质集成石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，该制备方法还包括在所述介质层表面悬涂液态高聚物形成液态高聚物介质层的步骤以及在键合步骤之后加热烘烤使该液态高聚物固化的步骤。


5.根据权利要求1-4任意一项所述的Si基衬底异质集成石墨烯薄膜的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧欣，伊艾伦，林家杰，张师斌，于庆凯，谢晓明，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31