обнаружено, что кристалличность эпитаксиального графена (например), выращенного на гексагональной подложке, значительно усиливается путем укупорки подложки молибденовой пластинкой (мо-пластиной) во время вакуумного отжига. повышение кристалличности, например, слоя, выращенного с укупориванием мо-пластин, подтверждается значительным изменением измеренных спектров рамана по сравнению со спектрами без укупоривания. считается, что улавливание мо-пластин индуцирует накопление тепла на sic-поверхности путем зеркального отражения тепловым излучением и увеличивает парциальное давление вблизи поверхности, ограничивая сублимированные si-атомы между sic-подложкой и mo-пластинкой, что было бы существенным фактором усиления кристалличности.

введение

графен представляет собой 2d-материал, состоящий из монослоя атомов углерода, расположенных в структуре ячеистой решетки1,2,3,4. из-за его превосходной подвижности электронов и дырок графен считался перспективным материалом для сверхбыстрых электронных устройств, работающих в частотном режиме5. первая успешная изоляция графена была достигнута путем механического отслаивания высокоориентированного пиролитического графита (hopg) 2. хотя высококачественные монокристаллические графеновые хлопья могут быть получены механическим отшелушиванием, размеры графеновых чешуек слишком малы (\u0026 lt; 100 мкм) для практических применений6. для синтеза крупномасштабного графена были исследованы несколько альтернатив, включая химическое осаждение из паровой фазы (cvd) 7,8, осаждение твердого вещества 9,10 и поверхностную графику sic4,6,11,12,13,14. Особый интерес представляет поверхностное графитование одного кристаллического si путем термического отжига в сверхвысоком вакууме (uhv) 4 или ар окружающей среде6 при высокой температуре (\u0026 gt; 1300 ° C). в этом процессе только si-атомы сублимируются с поверхности, а оставшиеся c-атомы перегруппируются, образуя однородный так называемый эпитаксиальный графен (например, на образце) или на лицевой стороне (0001) или c-грани (000-1) surface15. например, выращенная на поверхности c-поверхности обычно толще (обычно 10-20 слоев) по сравнению с поверхностью на лицевой поверхности, но ее подвижность носителей может достигать 18 700 см2в-1 с-1. 14. hass et al. что такая высокая подвижность носителей c-образной поверхности, например, обусловлена ​​уникальными ошибками, возникающими при ротационной укладке, находящимися в c-грани eg16. эти поворотные ошибки укладки отделяют соседние графеновые слои электронным способом и делают слои многогранного графена поддерживающими электронные свойства изолированного однослойного графена. совсем недавно, trabelsi et al. сообщили, что несколько или даже один слой графена можно эпитаксиально выращивать на поверхности c-face в виде островов (сотни мкм) или отдельно стоящих пузырьков (несколько мкм) 17,

18. Их результаты предполагают, что можно контролировать толщину, например, выращенного на поверхности c-face, путем тщательной регулировки потока si, подаваемого снаружи, и времени роста при обычном отжиге uhv. основанный на широкомасштабной доступности и хороших электрических свойствах, например, на сильной поверхности (либо на лицевой, либо на лицевой стороне) наглядно демонстрирует потенциал, который можно использовать в качестве платформы для будущих электронных устройств. однако необходимо непрерывно работать над понижением температуры пласта, например, сохраняя при этом свои превосходные электрические свойства для изготовления высокоэффективных электронных устройств при сниженных затратах на обработку. это очень важно для фактической коммерциализации электроники на основе электронных устройств в конкуренции с текущей технологией si. в этой работе мы разработали экспериментальный метод для значительного улучшения кристалличности, например, выращенного на гексагональной подложке, просто путем укупорки подложки молибденовой пластинкой (мо-пластиной) во время отжига uhv.

Результаты

рост, например, пленок на 4-дюймовой поверхности c-стороны n-типа с укупориванием мо-пластин и структурных анализов

например, пленку сначала выращивали на 4-дюймовой подложке 4-слойного типа с 4-мя средами до 11-20 дюймов. sic-субстрат химически очищали hf (49%) в течение 1 минуты с последующим промыванием метанолом для удаления нативных оксидов. mo-пластину также очищали раствором hcl: h2o (2: 1) в течение 10 минут с последующим размыванием и отжигом при 500 ° C в урх для удаления остатков от процессов обработки. для сравнения роста, например, с укупоркой с мо-пластинкой и без нее, поверхность c-образного слоя одного 4-сильного образца находилась в контакте с мо-пластиной, а поверхность другого 4-сильного образца подвергалась воздействию среды uhv во время отжиг, как показано на рисунке 1. Образцы, полученные таким образом, отжигали в течение 10-60 мин при 850-950 ° С, что существенно ниже, чем в обычном процессе вакуумного отжига. температуру измеряли с использованием как пирометра, так и термопары для перекрестной проверки. базовое давление в камере составляло 6,0 × 10-9 торр, а рабочее давление достигало ~ 4,6 × 10-6 торр, когда время отжига достигало 60 мин при 900 ° С.

Для получения более подробной информации, пожалуйста, посетите наш веб-сайт: http://www.semiconductorwafers.net ,