[发明专利]石墨烯薄膜的衬底转移方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯薄膜的衬底转移方法，属于半导体薄膜领域。所述衬底转移方法包括将有机胶体旋涂在石墨烯薄膜的表面并烘干坚膜，在有机胶体表面贴附胶带，随后将胶带粘附的基片材料放入腐蚀溶液中腐蚀石墨烯薄膜下的金属催化剂层，待腐蚀完成后，从溶液中捞出胶带及其粘附的有机胶体和石墨烯薄膜，均匀铺展在目标衬底上，在对其进行自然晾干，用相应方法去除胶带后，溶解掉有机胶体而最终完成石墨烯薄膜到目标衬底的转移。该石墨烯薄膜的衬底转移方法在制作的时候使在石墨烯下不易形成气泡，减少其出现褶皱的现象。

技术领域

本发明涉及半导体薄膜领域，更具体地说，它涉及一种石墨烯薄膜的衬底转移方法。

背景技术

2004年，英国曼彻斯特大学Geim教授首次制备出石墨烯（Graphene）。石墨烯是由单层碳原子组成的六方蜂巢状二维结构。石墨烯薄膜室温下本征电子迁移率可达200000cm2/Vs，且具有优异的力学、热学性质。石墨烯的优异的性能，使其在太赫兹电子器件等领域具有巨大、潜在的应用性能，使得石墨烯薄膜具有重大意义，甚至有预言石墨烯薄膜将最终取代硅。

公告号为CN102592964A的中国专利公开了一种石墨烯薄膜的衬底转移方法，其特征在于，所述衬底转移方法包括以下步骤：步骤1：在石墨烯薄膜表面旋涂一层有机胶体形成有机胶体层，所述石墨烯薄膜生长在具有金属催化剂层的基片材料上；步骤2：将表面旋涂有机胶体层的石墨烯薄膜在80℃～185℃下烘干坚膜1分钟～1小时；步骤3：在烘干坚膜后的石墨烯薄膜的有机胶体层的表面上粘附一层胶带形成胶带层，所述胶带层的两端未粘附在有机胶体层上；步骤4：将粘附有胶带层的石墨烯薄膜浸入腐蚀溶液中；步骤5：在腐蚀溶液中将胶带层夹起，被夹起的胶带层会将粘附的有机胶体层、石墨烯薄膜以及金属催化剂层一并从基片材料上分离；步骤6：在金属催化剂层被腐蚀溶液完全腐蚀掉后，从腐蚀液中夹出胶带层及其粘附的有机胶体层和石墨烯薄膜，转移到去离子水中反复清洗，直至去除其上残留的腐蚀溶液；步骤7：将经清洗后的胶带层及其粘附的有机胶体层和石墨烯薄膜均匀铺展在目标衬底上，利用未粘附在有机胶体层上的胶带层将石墨烯薄膜固定在目标衬底上，使石墨烯薄膜向下，面向目标衬底，胶带层在上，使石墨烯薄膜与目标衬底紧贴在一起，然后在50℃～95℃下烘干直至胶带层、有机胶体层和石墨烯薄膜上吸附的水分完全蒸发；步骤8：去除胶带层，使石墨烯薄膜上只存在有机胶体层；步骤9：将目标衬底及其上边的石墨烯薄膜和有机胶体层放入去胶溶液中浸泡，去除石墨烯薄膜表面的有机胶体层，最终得到转移到目标衬底表面的石墨烯薄膜。该衬底转移方法简单易行，可以方便地将大面积石墨烯薄膜转移到任意衬底材料上，且不会产生较大损伤；转移面积大，工艺步骤简单，操作方便，可与半导体工艺结合用于制备石墨烯半导体器件。

但上述的石墨烯薄膜的衬底转移方法仍会存在一个问题：清洗后，石墨烯薄膜与目标衬底之间留有水分，直接烘干，水分会迅速蒸发，出现大量水蒸气会在石墨烯下容易形成气泡，使其严重褶皱且不可恢复。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明在于提供一种石墨烯薄膜的衬底转移方法，该石墨烯薄膜的衬底转移方法在制作的时候使在石墨烯下不易形成气泡，减少其出现褶皱的现象。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种石墨烯薄膜的衬底转移方法，其特征在于，所述衬底转移方法包括以下步骤：

步骤1：在石墨烯薄膜表面旋涂一层有机胶体形成有机胶体层，所述石墨烯薄膜生长在具有金属催化剂层的基片材料上；

步骤2：将表面旋涂有机胶体层的石墨烯薄膜在80℃～185℃下烘干坚膜1分钟～1小时；

步骤3：在烘干坚膜后的石墨烯薄膜的有机胶体层的表面上粘附一层胶带形成胶带层，所述胶带层的两端未粘附在有机胶体层上；

步骤4：将粘附有胶带层的石墨烯薄膜浸入腐蚀溶液中；

步骤5：在腐蚀溶液中将胶带层夹起，被夹起的胶带层会将粘附的有机胶体层、石墨烯薄膜以及金属催化剂层一并从基片材料上分离；