基于Ni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Ni膜退火的Si衬底图形化石墨烯制备方法，石墨烯在制成元器件前需要利用电子束刻蚀进行形状剪裁的问题。其实现步骤如下：(1)在Si衬底上先生长一层碳化层作为过渡，再在温度为1200℃-1350℃下生长3C-SiC薄膜；(2)在3C-SiC薄膜表面淀积一层SiO2，并在SiO2上刻出图形；(3)将裸露的3C-SiC在800-1000℃下与气态CCl4反应，生成碳膜；(4)将生成的碳膜样片置于缓冲氢氟酸溶液中去除剩余的SiO2；(5)在碳膜上利用电子束沉积一层300-500nm厚的Ni膜，并将沉积有Ni膜的样片置于Ar气中，在温度为900-1100℃下退火15-25min，以在图形位置处生成图形化石墨烯。本发明专利技术制备的图形化石墨烯电子迁移率稳定，连续性好，且不用进行刻蚀，可直接用于制做基础元器件。

【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
石墨烯出现在实验室中是在2004年，当时,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈 杰姆和克斯特亚 诺沃消洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。从这以后，制备石墨烯的新方法层出不穷，但使用最多 的主要有以下两种I.化学气相沉积法提供了一种可控制备石墨烯的有效方法，它是将平面基底，如金属薄膜、金属单晶等置于高温可分解的前驱体，如甲烷、乙烯等气氛中，通过高温退火使碳原子沉积在基底表面形成石墨烯，最后用化学腐蚀法去除金属基底后即可得到独立的石墨烯片。通过选择基底的类型、生长的温度、前驱体的流量等参数可调控石墨烯的生长，如生长速率、厚度、面积等，此方法最大的缺点在于获得的石墨烯片层与衬底相互作用强，丧失了许多单层石墨烯的性质，而且石墨烯的连续性不是很好。2.热分解SiC法将单晶SiC加热以通过使表面上的S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Ni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1000℃？1200℃，通入流量为35ml/min的C3H8，对衬底进行碳化4？8min，生长一层碳化层；（4）对反应室加温至生长温度1200℃？1350℃，通入C3H8和SiH4，进行3C？SiC薄膜异质外延生长，时间为30？60min，然后在H2保护下逐步降温至室温，完成3C？SiC薄膜的生长；（5）在生长好的3C？SiC薄膜表面利用等离子体增强...

【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：