基于ZnO衬底的石墨烯CVD直接外延生长方法及制造的器件技术

本发明专利技术公开了一种基于ZnO衬底的石墨烯CVD直接外延生长方法，采用II-VI族族化合物半导体ZnO作为衬底，通过对ZnO衬底进行合理的预处理，调节生长压力，流量以及温度，实现石墨烯生长的最优化，在ZnO上面直接生长石墨烯，无需金属作为催化剂，生长的石墨烯无需转移过程，为氧化锌-石墨烯结构器件提供了材料，可直接用于制造各种器件，提高了器件的电学特性，可靠性，降低了器件制造的复杂性。可以生长出具有半导体洁净度的大面积石墨烯材料。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体材料与器件制造
，涉及半导体材料的生长方法，特别是一种基于II-VI族半导体氧化锌衬底的石墨烯CVD外延生长方法，可用于无需转移的大面积石墨烯材料的生长制备，并为氧化锌-石墨烯光电、压电器件的制造提供材料。
技术介绍
石墨烯是一种由碳原子组成的二维晶体，是目前已知最轻最薄的材料，具有非常奇特的物理化学性质，具有突出的产业优势，有望替代Si成为下一代基础半导体材料的新材料。过渡族金属催化化学气象沉积(CVD)外延是国际上广泛采用的大面积石墨烯制 备的方法，它不受衬底尺寸的限制，设备简单，可以大批量生产。但是，CVD外延制备的原生石墨烯下方的金属衬底导电性使得其无法直接应用，必须依赖衬底转移技术，将金属衬底去除然后转移至合适的衬底上，而在转移过程中不可避免地会对石墨烯薄膜产生污染和损坏，影响石墨烯材料和器件的性能。氧化锌(ZnO)作为一种直接带隙宽禁带材料，具有良好的压电和光电等性能，成为电子、光电研究领域的热门研究课题。可用于制备表面声波器件、太阳能电池、压敏器件、气敏器件、紫外探测器、发光器件等。特别是石墨烯发现之后，作为六方纤锌矿晶体，氧化锌和石墨烯的结合能够有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于氧化锌衬底的石墨烯CVD直接外延方法，其特征在于，采用II？VI族半导体氧化锌作为衬底的石墨烯CVD外延生长方法，通过对氧化锌衬底进行合理的预处理，调节生长压力，流量以及温度，在氧化锌上面直接生长石墨烯，无需金属作为催化剂，可用于无需转移的大面积石墨烯材料的生长制备，并为氧化锌？石墨烯光电、压电器件的制造提供材料。

【技术特征摘要】
1.一种基于氧化锌衬底的石墨烯CVD直接外延方法，其特征在于， 采用II-VI族半导体氧化锌作为衬底的石墨烯CVD外延生长方法，通过对氧化锌衬底进行合理的预处理，调节生长压力，流量以及温度，在氧化锌上面直接生长石墨烯，无需金属作为催化剂，可用于无需转移的大面积石墨烯材料的生长制备，并为氧化锌-石墨烯光电、压电器件的制造提供材料。2.如权利要求I所述的石墨烯CVD直接外延方法，其特征在于， (1)将ZnO衬底先后放入丙酮，乙醇和去离子水中进行清洗，每次时间5 lOmin，从去离子水中取出衬底，用高纯氮气吹干； (2)将ZnO衬底放入化学气相淀积CVD反应室中，抽取真空至10_5 10_6Torr，以去除反应室内的残留气体； (3)向反应室内通入高纯Ar，排出衬底表面吸附气体； (4)向反应室内通入H2进行衬底表面预处理； (5)向反应室中通入H2和CH4; (6)自然降温，保持工序(5)中的H2和CH4流量不变，完成石墨烯的生长； (7)温度降至100°C以下，关闭CH4、H2，通入Ar，打开反应室，取出样品。.2.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东，宁静，韩砀，闫景东，柴正，张进成，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：