[發明專利]石墨烯薄膜的襯底轉移方法

有效

• 申請號: 201611247058.1
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106587040B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 張群芳
• 申請（專利權）人: 浙江合特光電有限公司
• 主分類號: C01B32/194
• 分類號: C01B32/194
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 戴錦躍

本發明涉及一種石墨烯薄膜的襯底轉移方法，屬于半導體薄膜領域。所述襯底轉移方法包括將有機膠體旋涂在石墨烯薄膜的表面并烘干堅膜，在有機膠體表面貼附膠帶，隨后將膠帶粘附的基片材料放入腐蝕溶液中腐蝕石墨烯薄膜下的金屬催化劑層，待腐蝕完成后，從溶液中撈出膠帶及其粘附的有機膠體和石墨烯薄膜，均勻鋪展在目標襯底上，在對其進行自然晾干，用相應方法去除膠帶后，溶解掉有機膠體而最終完成石墨烯薄膜到目標襯底的轉移。該石墨烯薄膜的襯底轉移方法在制作的時候使在石墨烯下不易形成氣泡，減少其出現褶皺的現象。

技術領域

本發明涉及半導體薄膜領域，更具體地說，它涉及一種石墨烯薄膜的襯底轉移方法。

背景技術

2004年，英國曼徹斯特大學Geim教授首次制備出石墨烯（Graphene）。石墨烯是由單層碳原子組成的六方蜂巢狀二維結構。石墨烯薄膜室溫下本征電子遷移率可達200000cm2/Vs，且具有優異的力學、熱學性質。石墨烯的優異的性能，使其在太赫茲電子器件等領域具有巨大、潛在的應用性能，使得石墨烯薄膜具有重大意義，甚至有預言石墨烯薄膜將最終取代硅。

公告號為CN102592964A的中國專利公開了一種石墨烯薄膜的襯底轉移方法，其特征在于，所述襯底轉移方法包括以下步驟：步驟1：在石墨烯薄膜表面旋涂一層有機膠體形成有機膠體層，所述石墨烯薄膜生長在具有金屬催化劑層的基片材料上；步驟2：將表面旋涂有機膠體層的石墨烯薄膜在80℃～185℃下烘干堅膜1分鐘～1小時；步驟3：在烘干堅膜后的石墨烯薄膜的有機膠體層的表面上粘附一層膠帶形成膠帶層，所述膠帶層的兩端未粘附在有機膠體層上；步驟4：將粘附有膠帶層的石墨烯薄膜浸入腐蝕溶液中；步驟5：在腐蝕溶液中將膠帶層夾起，被夾起的膠帶層會將粘附的有機膠體層、石墨烯薄膜以及金屬催化劑層一并從基片材料上分離；步驟6：在金屬催化劑層被腐蝕溶液完全腐蝕掉后，從腐蝕液中夾出膠帶層及其粘附的有機膠體層和石墨烯薄膜，轉移到去離子水中反復清洗，直至去除其上殘留的腐蝕溶液；步驟7：將經清洗后的膠帶層及其粘附的有機膠體層和石墨烯薄膜均勻鋪展在目標襯底上，利用未粘附在有機膠體層上的膠帶層將石墨烯薄膜固定在目標襯底上，使石墨烯薄膜向下，面向目標襯底，膠帶層在上，使石墨烯薄膜與目標襯底緊貼在一起，然后在50℃～95℃下烘干直至膠帶層、有機膠體層和石墨烯薄膜上吸附的水分完全蒸發；步驟8：去除膠帶層，使石墨烯薄膜上只存在有機膠體層；步驟9：將目標襯底及其上邊的石墨烯薄膜和有機膠體層放入去膠溶液中浸泡，去除石墨烯薄膜表面的有機膠體層，最終得到轉移到目標襯底表面的石墨烯薄膜。該襯底轉移方法簡單易行，可以方便地將大面積石墨烯薄膜轉移到任意襯底材料上，且不會產生較大損傷；轉移面積大，工藝步驟簡單，操作方便，可與半導體工藝結合用于制備石墨烯半導體器件。

但上述的石墨烯薄膜的襯底轉移方法仍會存在一個問題：清洗后，石墨烯薄膜與目標襯底之間留有水分，直接烘干，水分會迅速蒸發，出現大量水蒸氣會在石墨烯下容易形成氣泡，使其嚴重褶皺且不可恢復。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明在于提供一種石墨烯薄膜的襯底轉移方法，該石墨烯薄膜的襯底轉移方法在制作的時候使在石墨烯下不易形成氣泡，減少其出現褶皺的現象。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：一種石墨烯薄膜的襯底轉移方法，其特征在于，所述襯底轉移方法包括以下步驟：

步驟1：在石墨烯薄膜表面旋涂一層有機膠體形成有機膠體層，所述石墨烯薄膜生長在具有金屬催化劑層的基片材料上；

步驟2：將表面旋涂有機膠體層的石墨烯薄膜在80℃～185℃下烘干堅膜1分鐘～1小時；

步驟3：在烘干堅膜后的石墨烯薄膜的有機膠體層的表面上粘附一層膠帶形成膠帶層，所述膠帶層的兩端未粘附在有機膠體層上；

步驟4：將粘附有膠帶層的石墨烯薄膜浸入腐蝕溶液中；

步驟5：在腐蝕溶液中將膠帶層夾起，被夾起的膠帶層會將粘附的有機膠體層、石墨烯薄膜以及金屬催化劑層一并從基片材料上分離；