申请/专利权人：湖北九峰山实验室

申请日：2023-02-20

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN116206948B

主分类号：H01L21/02

分类号：H01L21/02;H01L29/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2023.06.20#实质审查的生效;2023.06.02#公开

摘要：本发明提供一种在衬底上外延石墨烯的方法及石墨烯外延片，属于半导体器件技术领域。该方法包括以下步骤：预处理衬底，该衬底为多晶碳化硅或多晶硅衬底；在衬底上沉积氧化物薄膜得到复合衬底；在该复合衬底上沉积CuxNi1‑x合金薄膜，经退火后得到S‑CuxNi1‑x薄膜，其中0＜x＜1；在该S‑CuxNi1‑x薄膜表面及S‑CuxNi1‑x薄膜与复合衬底的界面处生长石墨烯，然后除去S‑CuxNi1‑x薄膜表面的石墨烯层；最后移除S‑CuxNi1‑x薄膜，得到石墨烯外延片。该方法能够避免在多晶碳化硅或多晶硅衬底上外延石墨烯时衬底中晶界导致的石墨烯的质量问题，以及石墨烯转移过程中引起的污染、破损和皱折问题。

主权项：1.一种在衬底上外延石墨烯的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、预处理衬底，所述衬底为多晶碳化硅衬底或多晶硅衬底；S2、在所述衬底上沉积氧化物薄膜，得到复合衬底；S3、在所述复合衬底上沉积CuxNi1-x单晶薄膜，其中0＜x＜1；具体包括以下步骤：S3-1、将步骤S2中所述复合衬底加热至200～300℃，同时以20～30nmmin的速率进行金属原子的沉积制备CuxNi1-x薄膜，得到CuxNi1-x复合衬底三层结构；S3-2、将所述CuxNi1-x复合衬底三层结构置于氩气和H2混合的气氛中，加热至退火温度为600～650℃，保持45～60min；然后继续加热至1100℃保持45～60min，随后冷却至室温，得到沉积了CuxNi1-x单晶薄膜的S-CuxNi1-x复合衬底三层结构；所述氩气的流量为25～75sccm，所述H2的流量为25～75sccm；S4、在所述CuxNi1-x单晶薄膜表面以及所述CuxNi1-x单晶薄膜与所述氧化物薄膜的界面处外延石墨烯，并通过等离子体刻蚀除去所述CuxNi1-x单晶薄膜表面的石墨烯层，得到S-CuxNi1-xGraphene复合衬底的四层结构；S5、移除所述CuxNi1-x单晶薄膜，得到Graphene复合衬底的结构；具体包括以下步骤：将冷却至室温的S-CuxNi1-xGraphene复合衬底四层结构在氩气和H2氛围下转移至-196℃的区域，保温15～45min；随后再转移至400～600℃的高温区缓慢冷却至室温，移除所述CuxNi1-x单晶薄膜。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 湖北九峰山实验室 一种在衬底上外延石墨烯的方法及制备的石墨烯外延片

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