一种在SiC衬底上通过点籽晶定位生长大尺寸单晶石墨烯的方法

摘要

本发明涉及一种在SiC衬底上通过点籽晶定位生长大尺寸单晶石墨烯的方法，包括步骤如下：(1)将SiC进行抛光、清洗后，置于生长炉中，抽真空，升温至1200～1300℃；通入氩气和氢气，升温至1500℃～1600℃，进行氢刻蚀；刻蚀后，关闭氢气，降温至1400～1500℃，保温；氩气氛围降温至800℃～1100℃，将微细导热探针放在SiC衬底上，形成局部过冷点；通入碳源气体和氢气，碳源气体分解后的活性碳源在过冷点处优先生长为石墨烯籽晶；(2)在800℃～1100℃，800～900mbar；碳源气体的供应下，石墨烯以SiC衬底上的籽晶为中心不断长大，得大尺寸单晶石墨烯；(3)生长结束后，通入氩气，降温，即得。本发明不依赖于金属衬底，无需对生长得到的大尺寸单晶石墨烯进行转移，可以直接应用到微电子器件。

主权项

一种在SiC衬底上通过点籽晶定位生长大尺寸单晶石墨烯的方法，包括步骤如下：(1)将SiC进行抛光、清洗后，平放于高温CVD石墨烯生长炉的石墨加热器中，高温CVD石墨烯生长炉腔抽真空度为10^‑3～10^‑4Pa，快速升温至1200～1300℃；通入高纯氩气和氢气，压力控制在800～900mbar，然后缓慢升温至1500℃～1600℃，保温10～15min，进行氢刻蚀；刻蚀结束后，关闭氢气，然后缓慢降温至1400～1500℃，保温10～30min；然后，在氩气的氛围下降温至800℃～1100℃，将微细导热探针放在SiC衬底上，形成以导热探针为中心的局部过冷点；通入碳源气体和氢气，压力控制在800～900mbar，由碳源气体分解后的活性碳源在过冷点处优先生长为石墨烯籽晶；(2)保持SiC衬底温度为800℃～1100℃，系统压力为800～900mbar；在碳源气体的供应下，石墨烯以SiC衬底上的籽晶为中心不断长大，最终获得大尺寸单晶石墨烯；(3)生长过程结束后，通入氩气，压力控制在800～900mbar，缓慢降温至600～700℃，停止通入氩气，自然降温，即得大尺寸单晶石墨烯。