[发明专利]基于Ni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Ni膜退火的SiC与Cl2反应制备结构化石墨烯的方法，主要解决现有技术中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，并刻出图形窗口；将开窗后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窗口之外的SiO2；然后在另一Si样片上电子束沉积一层Ni膜；将去除SiO2后的碳膜样片置于Ni膜上，并将它们一同置于Ar气中，在温度为900-1100℃下退火10-30min生成结构化石墨烯。本发明具有工艺简单，安全性高，生成的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Ni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窗口之外的SiO2；（7）在另一Si样片上电子束沉积300‑500nm厚的Ni膜；（8）将去除SiO2后的碳膜样片置于Ni膜上，并将它们一同置于Ar气中，在温度为1000‑1200℃下退火10‑30min，使碳膜在窗口位置重构成结构化石墨烯，再将Ni膜从结构化石墨烯样片上取开。