[發明專利]晶片尺度外延石墨烯轉移

有效

• 申請號: 201410122665.X
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN104103567B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: S·W·比德爾;C·D·迪米特羅普洛斯;K·E·福格爾;J·B·汗農;金志煥;樸弘植;D·法伊弗;D·K·薩達那
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 于靜,張亞非

1.一種用于二維材料的轉移的方法，包括：

在襯底上形成二維材料的擴展層，所述擴展層具有至少一個單層；

在所述擴展層上形成應力源層，所述應力源層被配置為向所述擴展層的至少最近單層施加應力；以及

通過機械分裂所述擴展層剝落至少所述最近單層，其中至少所述最近單層保留在所述應力源層上，

其中形成所述應力源層包括沉積氧化物和半導體中的一種以在所述擴展層的所述至少最近單層中誘導應力。

2.根據權利要求1的方法，其中所述襯底包括碳化硅并且所述擴展層包括石墨烯，并且其中形成所述擴展層包括加熱所述襯底到大于1000℃的溫度。

3.根據權利要求1的方法，其中剝落所述至少最近單層包括通過使用所述應力源層的誘導應力克服將所述最近單層保持到鄰近材料的范德瓦爾斯力來剝離所述至少最近單層。

4.根據權利要求1的方法，還包括：

將處理襯底接合到所述應力源層以進行剝落步驟。

5.根據權利要求1的方法，還包括：

轉移至少所述最近單層到第二襯底。

6.根據權利要求1的方法，其中在晶片尺度上剝落至少所述最近單層。

7.根據權利要求1的方法，還包括在所述應力源層形成期間或者之后調整在所述應力源層中的應力。

8.根據權利要求7的方法，其中調整所述應力源層中的應力包括在分裂所述擴展層之前進行所述應力源層的加熱、冷卻、增厚或者致密化中的一種。

9.一種用于石墨烯的轉移的方法，包括：

在碳化硅襯底上形成石墨烯的擴展層，所述擴展層具有至少一個單層；

在所述擴展層上沉積應力源層，所述應力源層被配置為向所述擴展層的至少最近單層施加應力，所述應力源層包括氧化物和半導體中的一種；

將處理襯底接合到所述應力源層；

通過從所述擴展層剝落至少所述最近單層分裂所述擴展層，其中所述至少最近單層保留在所述應力源層上；以及

使用所述處理襯底轉移在所述應力源層上的所述至少最近單層。

10.根據權利要求9的方法，其中形成所述擴展層包括加熱所述碳化硅襯底到大于1000℃的溫度。

11.根據權利要求9的方法，其中形成所述應力源層包括沉積氧化物和半導體中的一種以在所述擴展層的所述至少最近單層中誘導應力。

12.根據權利要求9的方法，其中分裂包括通過使用所述應力源層的誘導應力克服將所述至少最近單層保持到鄰近材料的范德瓦爾斯力來剝離所述至少最近單層。

13.根據權利要求9的方法，其中轉移所述至少最近單層包括轉移所述至少最近單層到第二襯底。

14.根據權利要求9的方法，其中在晶片尺度上剝落所述至少最近單層。

15.根據權利要求9的方法，還包括在所述應力源層形成期間或者之后調整在所述應力源層中的應力。

16.根據權利要求15的方法，其中調整所述應力源層中的應力包括在分裂所述擴展層之前進行所述應力源層的加熱、冷卻、增厚或致密化中的一種。

17.一種用于石墨烯的轉移的方法，包括：

通過加熱碳化硅襯底到大于1000℃的溫度在所述襯底上形成包括石墨烯的單層的擴展層，其中與所述襯底接觸的碳化硅緩沖層包括與下面材料的共價接合；

在所述擴展層上沉積應力源層，所述應力源層被配置為向所述擴展層的至少最近單層施加應力；

將處理襯底接合到所述應力源層；

通過從所述擴展層剝落至少所述最近單層分裂所述擴展層，其中通過使用所述應力源層的誘導的應力克服將至少所述最近單層保持到鄰近材料的范德瓦爾斯力，至少所述最近單層保留在所述應力源層上；

使用所述處理襯底轉移在所述應力源層上的至少所述最近單層；以及

蝕刻掉所述應力源層以將至少所述最近單層釋放到用于器件形成的第二襯底上，

其中形成所述應力源層包括沉積氧化物和半導體中的一種以在所述擴展層的所述最近單層中誘導應力。

18.根據權利要求17的方法，其中在晶片尺度上剝落至少所述最近單層。