基于SiC与氯气反应的Ni膜退火图形化石墨烯制备方法

摘要

本发明公开了一种基于SiC与氯气反应的Ni膜退火图形化石墨烯制备方法，主要解决现有技术中制备的石墨烯在制成元器件前需要利用电子束刻蚀进行形状剪裁的问题。其实现过程是：先对SiC样片进行标准清洗；再在清洗后的SiC样片表面淀积一层SiO2，并刻出图形；将图形化的样片置于石英管中，在700-1100℃下生成碳膜；再将生成的碳膜样片置于缓冲氢氟酸溶液中去除图形之外的SiO2；最后在碳膜上利用电子束沉积一层350-600nm厚的Ni膜，并将沉积有Ni膜的样片置于Ar气中，在温度为900-1100℃下退火10-30min生成图形化石墨烯材料。本发明制备的图形化石墨烯电子迁移率稳定，连续性好，且不用进行刻蚀，可直接用于制做基础元器件。

主权项

一种基于SiC与氯气反应的Ni膜退火图形化石墨烯制备方法，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0.5‑1.0μm厚的SiO2，作为掩膜；(3)在SiO2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3C‑SiC，形成与窗口形状相同的图形；(4)将图形化的样片置于石英管中，加热至700‑1100℃；(5)向石英管中通入Ar气和Cl2气的混合气体，持续3‑8min，使Cl2与裸露的SiC产生反应，生成碳膜；(6)将生成的碳膜样片置于缓冲氢氟酸溶液中以去除图形之外的SiO2；(7)在碳膜上利用电子束沉积一层400‑600nm厚的Ni膜；(8)将沉积有Ni膜的样片置于流速为30‑90sccm的Ar气中，在温度为1000‑1200℃下退火10‑30分钟，使碳膜在图形位置重构成图形化石墨烯；(9)将生成的图形化石墨烯的样片置于HCl和CuSO4混合溶液中以去除Ni膜，获得图形化石墨烯材料。