基于Cu膜退火的SiC与Cl₂反应制备结构化石墨烯的方法

摘要

本发明公开了一种基于Cu膜退火的SiC与Cl2反应制备结构化石墨烯的方法，主要解决现有技术制备的石墨烯表面不光滑、连续性不好、层数不均匀的问题。其制作过程是：(1)对SiC样片进行标准清洗；(2)在清洗后的SiC样片表面淀积一层SiO2，并刻出图形窗口；(3)将开窗后的样片置于石英管中，在700-1100℃下使裸露的SiC与Cl2反应，生成碳膜；(4)将生成的碳膜样片置于缓冲氢氟酸溶液中去除窗口之外的SiO2；(5)将去除SiO2后的碳膜样片置于Cu膜上，再将它们一同置于Ar气中，在温度为900-1200℃下退火15-25min，使碳膜在窗口位置重构成结构化石墨烯。本发明具有工艺简单，安全性高，结构化石墨烯表面光滑，连续性好，孔隙率低的优点，可用于制作微电子器件。

主权项

一种基于Cu膜退火的SiC与Cl2反应制备结构化石墨烯的方法，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0.4‑1.2μm厚的SiO2，作为掩膜；（3）在掩膜表面涂一层光刻胶，再在掩膜上刻出与所需制作器件的衬底形状相同的窗口，露出SiC，形成结构化图形；（4）将开窗后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4‑10min，使Cl2与裸露的SiC发生反应，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窗口之外的SiO2；（7）将去除SiO2后的碳膜样片置于Cu膜上，再将它们一同置于Ar气中，在温度为900‑1200℃下退火15‑25min，使碳膜在窗口位置重构成结构化石墨烯，再将Cu膜从结构化石墨烯样片上取开。