[發明專利]具有石墨烯的器件及其制備方法

在審

• 申請號: 201811245526.0
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109473507A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 狄增峰;楊悅昆;劉冠宇;鄭鵬榮;薛忠營;張苗
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/028;H01L31/0352;H01L31/09
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發明提供一種具有石墨烯的器件及其制備方法，具有石墨烯的器件的制備方法包括如下步驟：1)提供一基底；2)于基底的表面形成石墨烯；3)于石墨烯遠離基底的表面生長量子點。本發明的具有石墨烯的器件的制備方法通過分子束外延工藝生長量子點，通過調節分子束外延工藝的生長條件，可以有效的控制在石墨烯表面外延生長的量子點的形貌特征；生長過程穩定可控，重復性強，適合作為石墨烯表面功能化量子點的普適方法。

技術領域

本發明屬于微電子技術領域，特別是涉及一種具有石墨烯的器件及其制備方法。

背景技術

石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成的六角形蜂窩狀二維納米結構材料，具有優異的光電和力學特性，在能源、材料和生物醫學等多個領域有著重要的應用前景。但是石墨烯表面光滑沒有懸掛鍵，不利于有效的氣體吸附，此外石墨烯優異的電學性質導致石墨烯本身電流很大，不利于光探測器件響應度的提升，因此有必要通過石墨烯表面功能化的方式增強石墨烯的氣體吸附和光響應能力，以提高基于石墨烯的氣體探測和光探測器件的性能。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種具有石墨烯的器件及其制備方法用于解決現有技術中由于石墨烯氣體吸附能力較差及光響應能力較差的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種具有石墨烯的器件的制備方法，所述具有石墨烯的器件的制備方法包括如下步驟：

1)提供一基底；

2)于所述基底的表面形成石墨烯；

3)于所述石墨烯遠離所述基底的表面生長量子點。

可選地，步驟1)中提供的所述基底包括鍺基底。

可選地，步驟2)中，于所述基底的表面生長所述石墨烯的工藝包括化學氣相沉積工藝。

可選地，步驟2)與步驟3)之間還包括對步驟2)所得結構進行預除氣的步驟。

可選地，步驟2)所得結構置于分子束外延生長腔內進行預除氣，預除氣溫度為150℃～250℃，預除氣時間為0.5小時～1.5小時。

可選地，步驟3)中，采用分子束外延工藝于所述石墨烯遠離所述基底的表面生長鍺量子點。

可選地，生長所述鍺量子點的生長溫度為250℃～500℃，生長所述鍺量子點的生長時間為100秒～900秒；生長所述鍺量子點的過程中，鍺源的電源為5kV～10kV，鍺源的電流為100mA～200mA，鍺源的束流為0.005nm/s～0.015nm/s。

可選地，生長所述鍺量子點之前，升溫至所述生長溫度的升溫速率為25℃/min～35℃/min。

可選地，步驟3)中，采用分子束外延工藝于所述石墨烯遠離所述基底的表面生長砷化銦量子點。

可選地，生長所述砷化銦量子點包括如下步驟：

3-1)將所述基底加熱至預定溫度；

3-2)打開銦源進行第一次生長；

3-3)打開砷源進行第二次生長。

可選地，步驟3-1)中，將所述基底加熱至所述預定溫度后穩定150秒～250秒，所述預定溫度為400℃～600℃；步驟3-2)中，所述銦源頂部的溫度為800℃～900℃，所述銦源底部的溫度為700℃～800℃，所述第一次生長的時間為5秒～15秒；步驟3-3)中，所述砷源頂部的溫度為900℃～1100℃，所述砷源底部的溫度為300℃～400℃，所述第二次生長的時間為250秒～350秒。

本發明還提供一種具有石墨烯的器件，所述具有石墨烯的器件包括：

基底；