【技术实现步骤摘要】
一种在集成电路芯片上直接生长图形化石墨烯的工艺方法
[0001]本专利技术涉及一种新型石墨烯制备工艺，尤其是集成电路芯片上直接生长图形化石墨烯的工艺方法，属于石墨烯材料制备领域。
技术介绍
[0002]石墨烯作为最先被发现的二维材料，具有诸多独特的性质，如：零带隙结构、超高的载流子迁移率、超强的机械性能、良好的导热性及高透光率等，在生物、能源、微电子等领域具有广阔的应用前景。将石墨烯器件与主流的CMOS电路集成，从而形成功能更强大的混合集成电路系统，对于石墨烯技术的推广和微电子领域的发展具有潜在的应用价值。
[0003]现阶段，石墨烯在器件制备流程中需要经过转移和光刻两步工序。但转移过程不可避免地造成石墨烯薄膜的破裂、褶皱和卷曲，而在光刻工序中，光刻胶的引入往往会导致石墨烯的掺杂水平发生改变。这些都严重影响了微电子器件的可靠性和成品率，限制了石墨烯这种性能优异的二维材料的商业化应用的进程。为解决此问题，研究人员提出了通过溅射、蒸发等方法在目标衬底上预制备图形化的金属牺牲层。石墨烯只生长在具有催化作用的金属牺牲层上，而...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种在集成电路芯片上直接生长图形化石墨烯的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1)准备单晶性良好的超薄铜箔，铜箔越薄，后续制备图形化铜箔的步骤中腐蚀的时间越短，可以避免钻蚀，有利于图形化铜箔保形；步骤2)将步骤1)得到的超薄铜箔进行裁剪，使其尺寸接近或稍小于目标集成电路芯片的尺寸；步骤3)使用压合机一定的温度和压力条件下对铜箔和目标集成电路芯片在进行压合，压合完成后的铜箔紧紧贴附在芯片的表面并且不会脱落；步骤4)通过光刻工艺在需要生长石墨烯的区域制备出光刻胶掩膜；步骤5)使用铜腐蚀液去除光刻胶掩膜以外的不需要生长石墨烯的区域的铜；步骤6)将芯片样品置于三温区梯度温控的热CVD系统中进行石墨烯低温生长，该系统中的前温区设定为高温用于热解碳源，中间温区的温度介于前后两温区之间作为温度缓冲区，后温区设定为低温区用于生长石墨烯；步骤7)在完成石墨烯生长的芯片上表面旋涂PMMA并烘干，以作为石墨烯的支撑层；步骤8)将芯片浸入铜腐蚀液中，腐蚀液会透过PMMA层从石墨烯的边缘慢慢向内腐蚀下面的铜，直至铜被完全去除；步骤9)使用去离子水漂净芯片上残留的腐蚀液并烘干，用丙酮和异丙醇清洗掉PMMA，最终得到直接生长在集成电路芯片上的图形化石墨烯。2.根据权利要求1所述的一种在集成电路芯片上直接生长图形化石墨烯的工艺方法，其特征在于：所述的单晶性良好的超薄铜箔为具有单一晶向的铜箔，晶向为铜的任一晶向，厚度不超过10μm。3.根据权利要求1所述的一种在集成电路芯片上直接生长图形化石墨烯的工艺方法，其特征在于：用于催化生长石墨烯的单晶铜箔通过压合机贴附(固定)在集成电路芯片上。4.根据权利要求1或3所述的一种在集成电路芯片上直接生长图形化...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐晨，解意洋，钱峰松，邓军，胡良臣，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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