[發明專利]納米晶體石墨烯、形成納米晶體石墨烯的方法、和設備

有效

• 申請號: 201811431633.2
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109837524B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 宋伣在;申建旭;申鉉振;李昌錫;金昌炫;卞卿溵;李升元;李殷奎
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: C23C16/26
• 分類號: C23C16/26;C23C16/505;C23C16/511;C01B32/186;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 金擬粲

1.通過等離子體增強化學氣相沉積工藝形成納米晶體石墨烯的方法，所述方法包括使用反應氣體的等離子體在700℃或更低的溫度下在襯底上直接生長納米晶體石墨烯，所述反應氣體包括碳源、惰性氣體和氫氣，

其中所述納米晶體石墨烯包括納米尺寸的晶體并具有在50％至99％的范圍內的具有sp²鍵合結構的碳與總碳的比率，

其中所述方法不使用催化劑，

其中所述襯底包括IV族半導體材料、半導體化合物、和絕緣材料的至少一種。

2.如權利要求1所述的方法，其中所述納米晶體石墨烯包括1原子％至20原子％的量的氫。

3.如權利要求1所述的方法，其中所述納米晶體石墨烯包括具有0.5nm至100nm的尺寸的晶體。

4.如權利要求1所述的方法，其中所述納米晶體石墨烯具有1.6g/cc至2.1g/cc的密度。

5.如權利要求1所述的方法，其中所述碳源、所述惰性氣體和所述氫氣的體積比為1:0.01至5000:0至300。

6.如權利要求1所述的方法，其中所述碳源包括烴氣體和含碳液體前體的蒸氣的至少一種。

7.如權利要求6所述的方法，其中所述前體包括具有其中6≤x≤42且6≤y≤28的化學式C_xH_y的芳族烴、所述芳族烴的衍生物、具有其中1≤x≤12且2≤y≤26的化學式C_xH_y的脂族烴和所述脂族烴的衍生物的至少一種。

8.如權利要求1所述的方法，其中所述惰性氣體包括氬氣、氖氣、氮氣、氦氣、氪氣和氙氣的至少一種。

9.如權利要求1所述的方法，其中所述納米晶體石墨烯在180℃至700℃的工藝溫度下生長。

10.如權利要求1所述的方法，其中所述納米晶體石墨烯在0.001托至10托的工藝壓力下生長。

11.如權利要求1所述的方法，其中所述等離子體由至少一個射頻(RF)等離子體產生裝置或至少一個微波(MW)等離子體產生裝置產生。

12.如權利要求11所述的方法，其中所述等離子體是具有3MHz至100MHz的頻率范圍的射頻等離子體、或具有0.7GHz至2.5GHz的頻率范圍的微波等離子體。

13.如權利要求1所述的方法，其中用于產生反應氣體的等離子體的功率范圍為10W至4000W。

14.如權利要求1所述的方法，其中所述IV族半導體材料包括硅(Si)、鍺(Ge)或錫(Sn)。

15.如權利要求1所述的方法，其中所述半導體化合物包括其中以下的至少兩種彼此結合的材料：硅(Si)、鍺(Ge)、碳(C)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)、硼(B)、氮(N)、磷(P)、硫(S)、硒(Se)、砷(As)、銻(Sb)和碲(Te)。

16.如權利要求1所述的方法，其中所述絕緣材料包括以下的至少一種的氧化物、氮化物、碳化物及其衍生物中的至少一種：硅(Si)、鎳(Ni)、鋁(Al)、鎢(W)、釕(Ru)、鈷(Co)、錳(Mn)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、金(Au)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、釔(Y)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鉬(Mo)和釓(Gd)。

17.如權利要求16所述的方法，其中所述氧化物、氮化物、碳化物和衍生物中的至少一種包含氫(H)。