面向集成電路的大尺寸單晶石墨烯的可控制備方法

編號：NMJS05371

篇名：面向集成電路的大尺寸單晶石墨烯的可控制備方法

作者：李昕； 張娟； 李全福； 楚朋志； 王小力； 劉衛(wèi)華；

關(guān)鍵詞：石墨烯； 納米晶體管； 集成電路； 可控制備； 雙層搭疊；

機構(gòu)： 西安交通大學電子與信息工程學院；

摘要： 提出一種采用化學氣相沉積工藝進行大面積單晶結(jié)構(gòu)石墨烯島的可控制備方法。在Ar環(huán)境中通過控制退火時間、生長溫度來控制石墨烯島的成核密度和生長形態(tài);采用FeCl3溶液對襯底表面預(yù)處理并調(diào)控H2與CH4的流量比來改善石墨烯島的分形;延長生長時間來擴大單晶石墨烯島尺寸。實驗結(jié)果表明:該制備方法可以控制石墨烯具有四邊形、六邊形、搭疊形等不同形態(tài),可以控制四邊形石墨烯由狹長型、燕翅型、蝴蝶型最終過渡到飽滿的無分形結(jié)構(gòu)的正方形形態(tài),可以將六邊形石墨烯島尺寸從幾十微米擴大到200微米以上,并且得到雙層搭疊型六邊形石墨烯;采用該方法生長出來的單晶石墨烯可以避免連續(xù)多晶石墨烯的邊界散射效應(yīng),保持較高的遷移率,且尺寸較大,具有單原子層結(jié)構(gòu)和不同的生長形態(tài),解決了集成電路所需要的百微米以上量級的單晶結(jié)構(gòu)、晶格取向一致的石墨烯的制造問題。