基于Cu膜退火向SiC注Si的石墨烯纳米带制备方法

摘要

本发明公开了一种基于Cu膜退火向SiC注Si的石墨烯纳米带制备方法，主要解决现有技术中制备的石墨烯表面不光滑、连续性不好、制作器件时由于光刻工艺使石墨烯中的电子迁移率降低的问题。其实现步骤是：先对SiC样片进行标准清洗；再在清洗后的SiC样片上选取注入区，并注入Si离子；然后将SiC样片置于外延炉中，加热至1200-1300℃，保持恒温时间为30-90min，使注入区的SiC热解生成碳膜；再将生成的碳膜样片置于Cu膜上，并将它们一同置于Ar气中，在温度为900-1200℃下退火10-20min，使碳膜重构成石墨烯纳米带。本发明工艺简单，安全性高，注入区的SiC热解温度降低，且生成的石墨烯纳米带表面光滑，连续性好，可用于制作半导体器件。

主权项

一种基于Cu膜退火向SiC注Si的石墨烯纳米带制备方法，包括以下步骤：（1）对4H‑SiC或6H‑SiC样片进行清洗，以去除表面污染物；（2）在清洗后的4H‑SiC或6H‑SiC样片上与所需要制作的器件的衬底形状相同的区域，注入能量为15‑30keV，剂量为5×10¹⁴～5×10¹⁷cm^‑2的Si离子；（3）将注入Si离子后的4H‑SiC或6H‑SiC样片放入外延炉中，外延炉中压强为0.5～1×10^‑6Torr，并向其中通入Ar气，再加热至1200‑1300℃，恒温时间为30‑90min，使与所需要制作的器件的衬底形状相同的区域的4H‑SiC或6H‑SiC热解生成碳膜；（4）将生成的碳膜样片置于Cu膜上，再将它们一同置于流速为30‑150ml/min的Ar气气氛中，在温度为900‑1200℃下退火10‑20分钟，使碳膜依附在Cu膜上重构成石墨烯纳米带，最后从石墨烯纳米带样片上取开Cu膜。