一种在大直径6H/4H-SiC硅面和碳面双面同时生长石墨烯的方法

摘要

本发明涉及一种在大直径6H/4H-SiC硅面和碳面双面同时生长石墨烯的方法。该方法包括：将6H/4H-SiC晶片硅面和碳面进行抛光、清洗，将加工好的6H/4H-SiC晶片平放在单晶生长炉坩埚中的石墨托架上，碳面朝下；升温至1200-1300℃，通氩气和氢气，然后升温至1400-1450℃，保温10-15min；关闭氢气，继续通氩气，并通入含硅气体，升温至1500-1600℃，保温10-30min，完成双面石墨烯的生长；继续通氩气，压力控制在800-900mbar，降温至800-900℃；关闭气源。本发明的生长方法使得SiC外表面均覆盖石墨烯，导热性能增加，有利于器件稳定工作；可用于制作传感器或电容器的材料。

主权项

一种在大直径6H/4H‑SiC硅面和碳面双面同时生长石墨烯的方法，包括如下步骤：(1)将直径为2‑4英寸的6H/4H‑SiC晶片硅面和碳面进行抛光、清洗，使表面粗糙度小于0.3nm，不平整度小于15μm，得厚度为300μm‑400μm的6H/4H‑SiC晶片；(2)将步骤(1)加工好的6H/4H‑SiC晶片平放在单晶生长炉坩埚中的石墨托架上，使晶片底部有空隙，碳面朝下；单晶生长炉抽真空度至10^‑3Pa，快速升温至1200‑1300℃，升温速率为10‑50℃/min；通入氩气和氢气，流量分别为10‑100sccm和10‑100sccm，压力控制在800‑900mbar，然后缓慢升温至1400‑1450℃，升温速率为0.5‑5℃/min，保温10‑15min；关闭氢气，继续通氩气，并通入含硅气体，流量分别为10‑100sccm，压力控制在800‑900mbar，然后缓慢升温至1500‑1600℃，升温速率为0.5‑5℃/min，保温10‑30min，完成双面石墨烯的生长；(3)生长完成后，继续通氩气，流量为10‑100sccm，压力控制在800‑900mbar，快速降温至800‑900℃，降温速率为100‑200℃/min；关闭气源和单晶生长炉，停止加热，自然降温到室温。