[发明专利]基于Cu膜辅助退火和Cl2反应的大面积石墨烯制备方法

权利要求书

1.一种基于Cu膜辅助退火和Cl₂反应的大面积石墨烯制备方法，其特征在于，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保护的情况下逐步升温至碳化温度1000℃-1150℃，通入流量为40sccm的C₃H₈，对衬底进行碳化4-8min，生长一层碳化层；

(4)迅速升温至生长温度1150℃-1350℃，通入C₃H₈和SiH₄，进行3C-SiC异质外延薄膜的生长，时间为36-60min，然后在H₂保护下逐步降温至室温，完成3C-SiC外延薄膜的生长；

(5)将生长好的3C-SiC样片置于石英管中，加热至700-1100℃；

(6)向石英管中通入Ar气和Cl₂气的混合气体，持续时间4-7min，使Cl₂与3C-SiC反应生成碳膜；

(7)将生成的碳膜样片的碳面置于Cu膜上，再将它们一同置于Ar气中在温度为900-1100℃下退火10-30分钟，碳膜重构成石墨烯，再将Cu膜从石墨烯样片上取开。

2.根据权利要求1所述的基于Cu膜辅助退火和Cl₂反应的大面积石墨烯制备方法，其特征在于步骤(4)所述通入的SiH₄和C₃H₈，其流量分别为15-25sccm和30-50sccm。

3.根据权利要求1所述的基于Cu膜辅助退火和Cl₂反应的大面积石墨烯制备方法，其特征在于步骤(6)所述通入的Ar气和Cl₂气，其流速分别为95-98sccm和5-2sccm。

4.根据权利要求1所述的基于Cu膜辅助退火和Cl₂反应的大面积石墨烯制备方法，其特征在于所述步骤(7)退火时Ar气的流速为25-100sccm。

5.根据权利要求1所述的基于Cu膜辅助退火和Cl₂反应的大面积石墨烯制备方法，其特征在于所述步骤(7)中的Cu膜厚度为250-300nm。