[发明专利]一种在碳化硅衬底上制作低层数石墨烯薄膜的方法

摘要

本发明是一种在碳化硅衬底上制作低层数石墨烯薄膜的方法，包括如下工艺步骤：一、选取硅面碳化硅衬底置于有碳化钽涂层的石墨基座上；二、系统升温；三、降低反应室温度至1200℃以下；四、提高氩气流量；五、系统升温；六、降低氩气流量，反应室压力减低至0~1mbar；七、继续采用机械泵控制反应室真空度；八、采用分子泵控制反应室真空度，开始碳化工艺；七、关闭加热，通入氩气；八、反应室温度降低至1000℃后，关闭氩气； 九、反应室温度降温，向反应室通入氩气至大气压，开腔取片。优点：可促进石墨烯薄膜的形成，有效抑制升温和降温过程中SiC衬底中硅原子的升华，使碳化工艺时间更加可控，从而实现低层数石墨烯薄膜的制备。

主权项

一种在碳化硅衬底上制作低层数石墨烯薄膜的方法，其特征是该方法包括如下工艺步骤：一、选取硅面碳化硅衬底（1），将硅面碳化硅衬底置于有碳化钽涂层的石墨基座上；二、系统升温至1570℃，设置反应室压力为100mbar，在氢气流量80L/min、氩气流量3L/min气氛下在线对硅面碳化硅衬底表面进行处理，去除表面的损伤，并在硅面碳化硅衬底表面形成微台阶；三、降低反应室温度至1200℃以下，并将氢气流量通过缓变的方式从80L/min降低至0L/min，氩气流量保持3L/min不变，设置反应室压力为100mbar；四、将氩气流量通过缓变的方式从3L/min提高至15L/min，采用机械泵控制反应室真空度，反应室压力逐渐爬坡至200mbar以上；五、系统升温至碳化温度1580~1650℃，设置反应室压力200mbar以上，氩气流量15L/min；六、通过缓变的方法降低氩气流量至0L/min；七、继续采用机械泵控制反应室0~1mbar；八、关闭机械泵，采用分子泵控制反应室真空度，反应室压力10‑4~10‑1mbar，开始碳化工艺，时间15~60分钟；七、关闭加热，向反应室通入氩气，氩气流量由0L/min缓变至10L /min，反应室压力由0mbar缓变至200mbar以上；八、反应室温度降低至1000℃之后，关闭氩气输入；  九、反应室温度降低至室温之后，向反应室通入氩气至大气压，开腔取片。