[发明专利]基于Ni膜退火的SiC衬底上结构化石墨烯制备方法

摘要

本发明公开了一种基于Ni膜退火的SiC衬底上结构化石墨烯制备方法，主要解决现有技术制备的石墨烯表面不光滑、连续性不好、层数不均匀的问题。其实现步骤是：先对SiC样片进行标准清洗；再在SiC样片表面淀积一层SiO2，并在SiO2上刻出图形窗口；将开窗后的样片置于石英管中，通过气态CCl4在750-1150℃下与裸露的SiC反应，生成双层碳膜；然后将生成的双层碳膜样片置于缓冲氢氟酸溶液中去除剩余的SiO2；最后在另一Si样片上电子束沉积350-600nm厚的Ni膜，并将去除SiO2后的样片置于Ni膜上后，再置于Ar气中退火10-20min，在窗口位置生成双层结构化石墨烯。本发明具有工艺简单，安全性高，双层结构化石墨烯表面光滑，连续性好，孔隙率低的优点，可用于制作微电子电子器件。

主权项

一种基于Ni膜退火的SiC衬底上结构化石墨烯制备方法，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0.4‑1.2μm厚的SiO2，作为掩膜；（3）在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，形成结构化图形；（4）将开窗后的样片置于石英管中，并连接好各个装置，再对石英管加热至750‑1150℃；（5）将装有CCl4液体的三口烧瓶加热至60‑80℃，再向三口烧瓶中通入流速为40‑90ml/min的Ar气，利用Ar气携带CCl4蒸汽进入石英管中，使CCl4与裸露的SiC反应20‑100min,生成双层碳膜；（6）将生成的双层碳膜样片置于缓冲氢氟酸溶液中以去除窗口以外的SiO2；（7）取另一Si样片，并在其上采用电子束沉积350‑600nm厚的Ni膜；（8）将去除SiO2后的双层碳膜样片置于Ni膜上，再将它们一同置于流速为20‑100ml/min的Ar气中，在温度为900‑1100℃下退火10‑20分钟，使双层碳膜在窗口位置重构成双层结构化石墨烯，最后从双层结构化石墨烯样片上取开Ni膜。