[發明專利]外延結構體的制備方法

有效

• 申請號: 201210122583.6
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN103378223A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 魏洋;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L21/20;H01L33/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種外延結構體的制備方法，其包括以下步驟：

提供一基底，該基底具有一支持外延生長的外延生長面；

在所述外延生長面生長一第一外延層；

在所述第一外延層遠離基底的表面設置一石墨烯層，所述石墨烯層具有多個空隙；以及

在所述設置有石墨烯層的第一外延層表面生長一第二外延層。

2.如權利要求1所述的外延結構體的制備方法，其特征在于，所述石墨烯層僅包括石墨烯材料。

3.如權利要求1所述的外延結構體的制備方法，其特征在于，所述石墨烯層為一單層石墨烯薄膜或多層石墨烯薄膜。

4.如權利要求1所述的外延結構體的制備方法，其特征在于，所述石墨烯層具有多個空隙，且所述外延層從所述基底的外延生長面通過該空隙暴露的部分生長。

5.如權利要求4所述的外延結構體的制備方法，其特征在于，所述空隙的尺寸為10納米~120微米，所述石墨烯層的占空比為1:4~4:1。

6.如權利要求1所述的外延結構體的制備方法，其特征在于，所述石墨烯層為一圖案化的單層石墨烯薄膜，其制備方法包括以下步驟：

制備一單層石墨烯薄膜；

將該單層石墨烯薄膜轉移至所述第一外延層表面；以及

將該單層石墨烯薄膜圖案化。

7.如權利要求6所述的外延結構體的制備方法，其特征在于，所述單層石墨烯薄膜的制備方法為化學氣相沉積法、機械剝離法、靜電沉積法、碳化硅熱解法、以及外延生長法中的一種或多種。

8.如權利要求6所述的外延結構體的制備方法，其特征在于，所述將該單層石墨烯薄膜圖案化方法包括光催化二氧化鈦切割法、離子束刻蝕法、原子力顯微鏡刻蝕法、以及等離子體刻蝕法中的一種或多種。

9.如權利要求8所述的外延結構體的制備方法，其特征在于，所述將該單層石墨烯薄膜圖案化方法為光催化二氧化鈦切割法，其具體包括以下步驟：

制備一圖案化的金屬鈦層；

將該圖案化的金屬鈦層加熱氧化得到一圖案化的二氧化鈦層；

將該圖案化的二氧化鈦層與石墨烯薄膜接觸，并采用紫外光照射該圖案化的二氧化鈦層；以及

去除圖案化的二氧化鈦層。

10.如權利要求9所述的外延結構體的制備方法，其特征在于，所述制備一圖案化的金屬鈦層的方法為將金屬鈦直接沉積在一圖案化的碳納米管結構表面。

11.如權利要求10所述的外延結構體的制備方法，其特征在于，所述碳納米管結構為一從碳納米管陣列中拉取獲得的碳納米管膜。

12.如權利要求10所述的外延結構體的制備方法，其特征在于，所述將該圖案化的金屬鈦層加熱氧化的方法為給碳納米管結構通入電流。

13.如權利要求1所述的外延結構體的制備方法，其特征在于，所述石墨烯層的制備方法包括以下步驟：

提供一襯底，對所述襯底進行表面處理形成浸潤區域與不浸潤區域；

制備石墨烯粉末溶液；

將石墨烯粉末溶液滴到襯底的表面，并進行甩膜旋涂處理，形成圖案化的石墨烯；

將所述圖案化的石墨烯轉移的到所述第一外延層的表面。

14.如權利要求1所述的外延結構體的制備方法，其特征在于，所述石墨烯層為分散的石墨烯粉末，所述石墨烯層通過直接將所述石墨烯粉末分散在所述第一外延層的表面形成。

15.如權利要求1所述的外延結構體的制備方法，其特征在于，所述空隙的尺寸為10納米~120微米，所述石墨烯層的占空比為1:4~4:1。

16.如權利要求1所述的外延結構體的制備方法，其特征在于，所述第二外延層從所述第一外延層通過該空隙暴露的部分生長。

17.如權利要求1所述的外延結構體的制備方法，其特征在于，所述圖案化的石墨烯層為一具有多個空隙的連續整體結構。

18.如權利要求1所述的外延結構體的制備方法，其特征在于，所述圖案化的石墨烯層為多個間隔設置的條形石墨烯。

19.如權利要求1所述的外延結構體的制備方法，其特征在于，所述第二外延層為一半導體外延層、金屬外延層或合金外延層。

20.如權利要求1所述的外延結構體的制備方法，其特征在于，在生長第一外延層之前進一步包括一在所述基底的外延生長面設置一石墨烯層的步驟。