[发明专利]利用苯系蒸汽对石墨烯表面处理的方法及应用

权利要求书

1.一种利用苯系蒸汽对石墨烯表面处理的方法，其特征在于，利用苯系蒸汽在ALD沉积系统里对石墨烯进行表面处理，包括以下步骤：

1)清洗衬底：依次分别采用丙酮、甲醇、异丙醇清洗衬底各5分钟，去除表面的油污，并烘干待用；

2)采用Sol-Gel旋涂法在衬底上旋涂石墨烯溶液，或通过机械剥离HOPG获得石墨烯；

3)对石墨烯进行表面处理：利用苯系蒸汽在ALD沉积系统里对石墨烯进行表面处理，将衬底放入ALD真空腔室后，沉积的参数为：反应温度90～150℃；反应源：苯系蒸汽；脉冲和清洗时间：金属源和水源的脉冲都为0.1～0.4s；每次金属源脉冲之后，都接着用高纯氮气清洗，冲掉反应副产物和残留的反应源，反应时间为15～60s，结束后关闭苯系蒸汽源。

2.一种根据权利要求1所述的利用苯系蒸汽对石墨烯表面处理的方法应用在石墨烯场效应晶体管中的制备方法，包括以下步骤：

(1)清洗衬底：依次分别采用丙酮、甲醇、异丙醇清洗衬底各5分钟，去除表面的油污，并烘干待用；

(2)制备衬底绝缘材料：采用PECVD方法在衬底上沉积薄膜SiO₂制备衬底绝缘材料；

(3)采用Sol-Gel旋涂法在衬底上旋涂石墨烯溶液，或通过机械剥离HOPG获得石墨烯；

(4)对石墨烯进行表面处理：利用苯系蒸汽在ALD沉积系统里对石墨烯进行表面处理，将衬底放入ALD真空腔室后，沉积的参数为：反应温度90～150℃；反应源：苯系蒸汽；脉冲和清洗时间：金属源和水源的脉冲都为0.1～0.4s；每次金属源脉冲之后，都接着用高纯氮气清洗，冲掉反应副产物和残留的反应源；待用；

(5)沉积栅介质层：采用ALD淀积栅介质层，通过调节沉积工艺的脉冲时间，淀积温度，以及前驱体的选择，制备栅介质/石墨烯叠层结构；

(6)制备源极和漏极：将具有栅介质/石墨烯叠层结构的衬底的中间保护起来，两端从栅介质/石墨烯叠层结构表面开始进行刻蚀，直到刻蚀至衬底，在两端的刻蚀处分别形成源极和漏极。

3.根据权利要求2所述的利用苯系蒸汽对石墨烯表面处理的方法应用在石墨烯场效应晶体管中的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中采用PECVD沉积SiO₂薄膜的步骤包括：将衬底放入PECVD真空腔室后，在真空腔室内压力小于10^-5Pa且温度保持在250℃后，向真空室内充入气体流量为150～300sccm的SiH₄和N₂的混合气体和气体流量为700～900sccm的N₂O；当真空室内压力达到700～950mtorr时，加射频功率60W放电启辉进行10～70s的SiO₂沉积；在所述SiH₄和N₂的混合气体中，SiH₄和N₂的体积比为7：90。

4.根据权利要求2所述的利用苯系蒸汽对石墨烯表面处理的方法应用在石墨烯场效应晶体管中的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中旋涂石墨烯溶液在衬底上的层数为5～10层。