[发明专利]基于SiC与氯气反应的Cu膜退火图形化石墨烯制备方法

摘要

本发明公开了一种基于SiC与氯气反应的Cu膜退火图形化石墨烯制备方法，主要解决用现有技术制作的石墨烯作为晶体管沟道材料进行光刻工艺时会引起损伤，导致电子迁移率下降的问题。其制作过程是：(1)对SiC样片进行清洗；(2)在SiC样片表面淀积SiO2，并SiO2上光刻出图形；(3)将图形化的样片与Cl2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图形之外的SiO2；(5)在去除SiO2后的样片上用PVD法镀一层Cu膜，再置于Ar气中退火，使碳膜在图形位置重构成图形化石墨烯。(6)去除图形化石墨烯的样片上的Cu膜。本发明工艺简单，安全性高，在此石墨烯上制作晶体管时无需进行光刻即可直接用作导电沟道，可用于制造具有超高迁移率的石墨烯晶体管。

主权项

一种基于SiC与氯气反应的Cu膜退火图形化石墨烯制备方法，包括以下步骤：(1)对SiC样片进行清洗，以去除表面污染物；(2)在清洗后的SiC样片表面利用等离子体增强化学气相沉积PECVD方法，淀积一层0.5‑1.0μm厚的SiO2，作为掩膜；(3)在SiO2掩膜表面涂一层光刻胶，再在掩膜上刻出与所需制作的器件的衬底形状相同的窗口，露出SiC，形成与窗口形状相同的图形；(4)将图形化的样片置于石英管中，加热至700‑1100℃；(5)向石英管中通入Ar气和Cl2气的混合气体，持续4‑10min，使Cl2与裸露的SiC发生反应，生成碳膜；(6)将生成的碳膜样片置于缓冲氢氟酸溶液中，以去除图形以外的SiO2；(7)在去除SiO2后的碳膜上利用PVD法镀一层200‑300nm厚的Cu膜；(8)将镀有Cu膜的样片置于Ar气中，在温度为900‑1200℃下退火15‑25min，使碳膜在图形位置重构成图形化石墨烯；(9)将生成图形化石墨烯的样片置于FeCl3溶液中以去除Cu膜。