基于Cu膜退火的Si衬底图形化石墨烯制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于Cu膜退火的Si衬底图形化石墨烯制备方法，主要解决现有技术制备的石墨烯形状不规则，需要先图形化后，才可制成晶体管且过程复杂，生产率低的问题。其实现步骤是：首先在Si衬底上生长一层碳化层作为过渡；然后进行3C-SiC薄膜异质外延生长；再在3C-SiC样片表面淀积一层SiO2，并在SiO2上光刻出图形窗口；然后将裸露的3C-SiC与气态CCl4反应，生成碳膜；再将生成的碳膜样片置于缓冲氢氟酸溶液中去除图形以外的SiO2；再在碳膜上利用PVD法镀一层Cu膜；将它们一同置于Ar气中退火，生成图形化石墨烯；最后去除Cu膜。本发明专利技术制备的图形化石墨烯产量大，分布均匀，不用进行刻蚀就可直接进行电极沉积等工艺步骤，制成半导体元器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微电子
，涉及一种半导体薄膜材料及其制备方法，具体地说是。
技术介绍
自从2004年英国Manchester大学的Andre Geim和他的合作者Kostya Novoselov使用机械剥离法首次制备出石墨烯以来，石墨烯即引起了全球轰动，从而引发了材料、凝聚 态物理、微电子、化学等领域的研究热潮。石墨烯是由SP2杂化的单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，这是目前发现最薄的材料。它不仅具有比碳纳米管更为优越的性质，而且还克服了碳纳米管具有较大的接触电阻，难以逾越的手性控制、金属型和半导体型分离以及催化剂杂质等诸多缺点，更容易与现有的半导体工艺技术相兼容，为制备碳基纳米器件带来了很大的灵活性，被学术界和工业界认为是post-CMOS时代微电子技术取代硅，克服目前电子器件越来越小所遇到的尺寸极限效应的技术瓶颈最有希望的候选材料。石墨烯由于其优异的电学特性，引起了广泛关注，继而制备石墨烯的新方法层出不穷，但使用最多的主要有化学气相沉积法和热分解SiC法两种。化学气相沉积法，是制备半导体薄膜材料应用最广泛的一种大规模工业化方法，它是利用甲烷、乙烯等含碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Cu膜退火的Si衬底图形化石墨烯制备方法，包括以下步骤：（1）对4？12英寸的Si衬底基片进行标准清洗；（2）将清洗后的Si衬底基片放入CVD系统反应室中，对反应室抽真空达到10？7mbar级别；（3）在H2保护的情况下，使反应室逐步升温至碳化温度900℃？1100℃，通入流量为40ml/min的C3H8，对衬底进行碳化3？8min，生长一层碳化层；（4）对反应室加热至1100℃？1250℃，通入C3H8和SiH4，使C3H8和SiH4反应35？70min，在碳化层表面异质外延生长一层3C？SiC薄膜，然后在H2保护下逐步冷却至室温；（5）在生长好的3C？SiC样片表面利用PECVD淀...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭辉，张晨旭，张玉明，赵艳黎，雷天民，张克基，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：