温度对硅衬底上生长石墨烯的影响

编号：NMJS06814

篇名：温度对硅衬底上生长石墨烯的影响

作者：刘庆彬 蔚翠 何泽召 王晶晶 李佳 芦伟立 冯志红

关键词： 石墨烯 硅衬底 化学气相沉积(CVD)法 生长温度 生长机理

机构： 中国电子科技集团公司第十三研究所 中国电子科技集团公司第十三研究所专用集成电路重点实验室

摘要： 通过化学气相沉积（CVD）法在Si衬底上制备石墨烯薄膜,研究了生长温度对薄膜的影响以及石墨烯生长机理。采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、喇曼光谱、光学显微镜（OM）、原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子谱（XPS）表征石墨烯材料。结果表明,生长温度越高,越有利于Si衬底上石墨烯薄膜的形成和连续。生长过程中,C原子渗入Si衬底表层,在其表面优先形成3C-SiC缓冲层,随后在缓冲层表面重构形成石墨烯。在Si衬底上沉积SiO_2和Si_3N_4覆盖层,发现生长过程中不再出现3C-SiC缓冲层。随着生长温度的增加,石墨烯薄膜缺陷降低,薄膜与衬底之间为范德华力。生长温度1 100℃下结晶质量最好。