[發(fā)明專利]一種制備納米尺度的石墨烯結構的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610065859.X | 申請日： | 2016-01-29 |
| 公開（公告）號： | CN105668546B | 公開（公告）日： | 2019-03-08 |
| 發(fā)明（設計）人： | 顧長志;張慧珍;楊海方;唐成春;全保剛;李俊杰 | 申請（專利權）人： | 中國科學院物理研究所 |
| 主分類號： | C01B32/194 | 分類號： | C01B32/194;H01L21/3065;G03F7/20;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391 | 代理人： | 范曉斌;康正德 |
| 地址： | 100190 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 制備 納米 尺度 石墨 結構 方法 | ||
1.一種制備納米尺度的石墨烯結構的方法，具體步驟包括：
步驟1、選取襯底并將石墨烯轉移在所述襯底上，或在所述襯底上生長石墨烯；
步驟2、在所述石墨烯的表面蒸鍍一定厚度的金屬鉻膜；
步驟3、在所述金屬鉻膜表面旋涂一定厚度的電子束抗蝕劑；
步驟4、采用電子束曝光技術，在所述電子束抗蝕劑上曝光相應的圖形，并經(jīng)顯影、定影，使所述電子束抗蝕劑上形成納米尺度的結構圖形；
步驟5、以具有納米尺度結構圖形的電子束抗蝕劑為第一掩模，采用離子束刻蝕技術刻蝕所述金屬鉻膜，使所述金屬鉻膜上形成相應的納米尺度結構圖形；
步驟6、以具有納米尺度結構圖形的金屬鉻膜作為第二掩模，采用反應離子束刻蝕技術刻蝕所述石墨烯，通過控制刻蝕參數(shù)，從而獲得特征尺寸小于10nm的納米尺度的石墨烯結構；
步驟7、利用鉻腐蝕液將具有納米尺度結構圖形的石墨烯表面上剩余的金屬鉻膜去除，從而獲得潔凈無雜質的納米尺度的石墨烯結構；
其中，所述步驟6中所述石墨烯的刻蝕，采用氧氣等離子體刻蝕，控制刻蝕時間為20s～150s，腔內壓強為30mTorr～100mTorr，氧氣流量為30sccm～100sccm，所加射頻功率為50W～100W。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述石墨烯通過化學氣相沉積生長并轉移到所述襯底上或直接在所述襯底上采用機械剝離法生長。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中，所述金屬鉻膜的蒸鍍采用電子束蒸發(fā)或熱蒸發(fā)進行蒸鍍，所述金屬鉻膜的厚度為10nm～50nm。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述電子束抗蝕劑選用正性電子束抗蝕劑。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，所述正性電子束抗蝕劑為PMMA或ZEP520。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述電子束抗蝕劑選用負性電子束抗蝕劑。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，所述負性電子束抗蝕劑為HSQ或SAL601。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述電子束抗蝕劑的涂覆厚度為50nm～200nm。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述步驟5中所述金屬鉻膜的刻蝕所用的束流密度為50mA/cm3～100mA/cm3，離子能量為300eV～500eV。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述鉻腐蝕液為硝酸鈰銨和乙酸的混合水溶液。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中，所述鉻腐蝕液的配制過程為：在100mL二次去離子水中加入4.4mL 98％乙酸，然后再加入25g硝酸鈰銨，最后加入二次去離子水定容至125mL。
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