CN105655242A - 掺杂石墨烯及石墨烯pn结器件的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种掺杂石墨烯及石墨烯PN结器件的制备方法，其中，所述掺杂石墨烯的制备方法至少包括：提供一铜衬底，在所述铜衬底上形成镍薄膜层；在所述镍薄膜层上选择一特定区域，在所述特定区域分别注入N型掺杂元素和P型掺杂元素，以分别形成富N型掺杂元素区和富P型掺杂元素区；对掺杂元素注入后的所述铜衬底进行第一阶段保温，以使所述铜衬底和所述镍薄膜层形成铜镍合金衬底；然后在甲烷环境下进行第二阶段保温，以分别在所述富N型掺杂元素区和所述富P型掺杂元素区得到N型掺杂石墨烯和P型掺杂石墨烯。本发明结合铜和镍的性质，利用离子注入技术，实现了N型和P型掺杂元素的晶格式掺杂，从而得到稳定的掺杂石墨烯结构。

Description

掺杂石墨烯及石墨烯PN结器件的制备方法

技术领域

本发明涉及半导体制备技术领域，特别是涉及一种掺杂石墨烯及石墨烯PN结器件的制备方法。

背景技术

2004年，英国曼彻斯特大学的两位科学家使用微机械剥离的方法发现了石墨烯，并于2010年获得了诺贝尔物理学奖。石墨烯，即石墨的单原子层，是碳原子按蜂窝状排列的二维结构。自从石墨烯被发现以后，由于其优异的性能和巨大的应用前景引发了物理和材料科学等领域的研究热潮。

众所周知，石墨烯本身在费米能级附近没有带隙，在制备石墨烯的过程中，如果石墨烯的能带隙关闭，那么石墨烯相当于导体，无法进行应用。因此，如果无法打开石墨烯的能带隙，将严重阻碍石墨烯在半导体、导电材料等领域的应用。研究人员尝试了很多方法将石墨烯的能带隙打开，但到目前为止实验上取得的进展十分缓慢。对于这个问题，虽然现在还不能找到完美的解决方案，但已有很多研究小组开始尝试各种不同的方案。例如，引入缺陷、掺杂、外加电场或与其它分子结合可以在一定程度上将能带隙“打开”。然而，有些方案，比如引入缺陷，虽然能够在一定程度上打开石墨烯的能带隙，但这种方法也会破坏石墨烯的性能；而有些方案，比如掺杂，通过表面吸附掺杂元素制备石墨烯，但这种方法会致使石墨烯结构不稳定，在温度变化时，吸附的掺杂原子将会脱附，从而导致石墨烯的能带隙关闭，并且这种方法也无法在特定区域形成PN结；而有些方案，比如外加电场或与其它分子结合，这些方案采用的制备技术还不够成熟或者过于复杂，不适于推广使用。

因此，现在亟需一种利用简便、成熟的技术，在不破坏石墨烯性能的前提下，能够定位制备结构稳定的掺杂石墨烯的方法，并且能够在特定区域形成PN结。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种掺杂石墨烯及石墨烯PN结器件的制备方法，用于解决现有技术中石墨烯的制备方法会破坏石墨烯性能，或致使石墨烯结构不稳定，无法在特定区域形成PN结；以及采用的制备技术不够成熟或者过于复杂，不适于推广使用的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种掺杂石墨烯的制备方法，其中，所述掺杂石墨烯的制备方法至少包括：

提供一铜衬底，在所述铜衬底上形成镍薄膜层；

在所述镍薄膜层上选择一特定区域，在所述特定区域分别注入N型掺杂元素和P型掺杂元素，以分别形成富N型掺杂元素区和富P型掺杂元素区；

对掺杂元素注入后的所述铜衬底进行第一阶段保温，以使所述铜衬底和所述镍薄膜层形成铜镍合金衬底，从而使注入到所述镍薄膜层特定区域中的N型掺杂元素和P型掺杂元素在所述铜镍合金衬底的表面聚集；然后在甲烷环境下进行第二阶段保温，以分别在所述富N型掺杂元素区和所述富P型掺杂元素区得到N型掺杂石墨烯和P型掺杂石墨烯；最后缓慢冷却降至室温。

优选地，在所述特定区域分别注入N型掺杂元素和P型掺杂元素，以分别形成富N型掺杂元素区和富P型掺杂元素区的方法，至少包括如下步骤：

在所述镍薄膜层上选择一特定区域，在所述特定区域上形成第一掩膜层，图形化所述第一掩膜层，暴露出所述特定区域中需要注入N型掺杂元素的位置；

在所述特定区域注入N型掺杂元素，以图形化后的第一掩膜层为掩膜，在所述需要注入N型掺杂元素的位置形成富N型掺杂元素区；

将所述图形化后的第一掩膜层去除；

在所述特定区域上形成第二掩膜层，图形化所述第二掩膜层，暴露出所述特定区域中需要注入P型掺杂元素的位置；其中，图形化后的第二掩膜层覆盖所述富N型掺杂元素区；

在所述特定区域注入P型掺杂元素，以图形化后的第二掩膜层为掩膜，在所述需要注入P型掺杂元素的位置形成富P型掺杂元素区；

将所述图形化后的第二掩膜层去除。

优选地，所述第一掩膜层和所述第二掩膜层均采用光刻胶。

优选地，对掺杂元素注入后的所述铜衬底进行第一阶段保温，以使所述铜衬底和所述镍薄膜层形成铜镍合金衬底，从而使注入到所述镍薄膜层特定区域中的N型掺杂元素和P型掺杂元素在所述铜镍合金衬底的表面聚集；然后在甲烷环境下进行第二阶段保温，以分别在所述富N型掺杂元素区和所述富P型掺杂元素区得到N型掺杂石墨烯和P型掺杂石墨烯；最后缓慢冷却降至室温；具体方法为：

将掺杂元素注入后的所述铜衬底放入反应器中，在800℃～1050℃高温和惰性气体的环境下进行第一阶段保温，保温时间为10min～60min，以使所述铜衬底和所述镍薄膜层形成铜镍合金衬底，从而使注入到所述镍薄膜层特定区域中的N型掺杂元素和P型掺杂元素在所述铜镍合金衬底的表面聚集；

然后将流量为1sccm～10sccm的甲烷通入所述反应器中进行第二阶段保温，保温时间为10min～60min，以将聚集在所述铜镍合金衬底表面的N型掺杂元素和P型掺杂元素作为形核点，分别在所述富N型掺杂元素区和所述富P型掺杂元素区形成N型掺杂石墨烯和P型掺杂石墨烯；

最后缓慢冷却降至室温。

优选地，所述惰性气体为氩气或者氦气。

优选地，所述N型掺杂元素为氮、磷或者砷，其注入能量为5keV～30keV、注入剂量为1E15～1E17。

优选地，所述P型掺杂元素为硼或者硫，其注入能量为5keV～30keV、注入剂量为1E15～1E17。

优选地，在所述铜衬底上形成镍薄膜层的方法至少包括：电子束蒸发、电镀或者磁控溅射。

优选地，所述镍薄膜层的厚度为10nm～1μm。

本发明还提供一种石墨烯PN结器件的制备方法，其中，所述石墨烯PN结器件的制备方法至少包括：

采用如上所述的掺杂石墨烯的制备方法，得到N型掺杂石墨烯和P型掺杂石墨烯；

将所述N型掺杂石墨烯和所述P型掺杂石墨烯从所述铜镍合金衬底上转移至二氧化硅衬底上；

分别在所述N型掺杂石墨烯和所述P型掺杂石墨烯上制备电极，形成石墨烯PN结器件。

如上所述，本发明的掺杂石墨烯及石墨烯PN结器件的制备方法，具有以下有益效果：

本发明的掺杂石墨烯的制备方法，结合铜和镍的性质，利用离子注入技术，不会破坏石墨烯性能，实现了N型和P型掺杂元素的晶格式掺杂，从而得到稳定的掺杂石墨烯结构。此外，可以控制注入离子的种类和剂量，实现可控的掺杂。此外，离子注入技术、退火技术在目前半导体行业都是非常简便、成熟的工艺，因此，采用本发明的方法将能更快地推动石墨烯在半导体工业界的广泛应用。

本发明的石墨烯PN结器件的制备方法，采用上述掺杂石墨烯的制备方法，结合了镍/铜结构和离子注入的优势，能够在特定区域内实现不同类型掺杂元素的定位掺杂，从而实现石墨烯PN结器件结构。

附图说明

图1显示为本发明第一实施例的掺杂石墨烯的制备方法的流程示意图。

图2～图9显示为本发明第一实施例的掺杂石墨烯的制备方法中各步骤的示意图。

图10～图11显示为本发明第二实施例的石墨烯PN结器件的制备方法中各步骤的示意图。

元件标号说明

1铜衬底

2镍薄膜层

3图形化后的第一掩膜层

4图形化后的第二掩膜层

11铜镍合金衬底

21富N型掺杂元素区

22富P型掺杂元素区

51N型掺杂石墨烯

52P型掺杂石墨烯

6二氧化硅衬底

7电极

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

本发明第一实施例涉及一种掺杂石墨烯的制备方法，具体流程如图1所示，本实施例的掺杂石墨烯的制备方法至少包括：

步骤S1，提供一铜衬底1，在铜衬底1上形成镍薄膜层2，请参阅图2。

其中，在铜衬底1上形成镍薄膜层2的方法至少包括：电子束蒸发、电镀或者磁控溅射。镍薄膜层2的厚度为10nm～1μm，而铜衬底1的厚度则须大于镍薄膜层2的厚度。

步骤S2，在镍薄膜层2上选择一特定区域，在特定区域分别注入N型掺杂元素和P型掺杂元素，以分别形成富N型掺杂元素区21和富P型掺杂元素区22，请参阅图3～图8。

其中，步骤S2至少包括如下步骤：

步骤S201，在镍薄膜层2上选择一特定区域，在特定区域上形成第一掩膜层，图形化第一掩膜层，暴露出特定区域中需要注入N型掺杂元素的位置。

步骤S202，在特定区域注入N型掺杂元素，以图形化后的第一掩膜层3为掩膜，在需要注入N型掺杂元素的位置形成富N型掺杂元素区21，如图3和图4所示。

步骤S203，将图形化后的第一掩膜层3去除，如图5所示。

步骤S204，在特定区域上形成第二掩膜层，图形化第二掩膜层，暴露出特定区域中需要注入P型掺杂元素的位置；其中，图形化后的第二掩膜层4覆盖富N型掺杂元素区21。

步骤S205，在特定区域注入P型掺杂元素，以图形化后的第二掩膜层4为掩膜，在需要注入P型掺杂元素的位置形成富P型掺杂元素区22，如图6和图7所示。

步骤S206，将图形化后的第二掩膜层4去除，如图8所示。此时，镍薄膜层2上的特定区域中得到了相邻的富N型掺杂元素区21和富P型掺杂元素区22。

其中，第一掩膜层和第二掩膜层均采用光刻胶(PMMA，Polymethylmethacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)。

另外，N型掺杂元素可以采用氮、磷或者砷，其注入能量为5keV～30keV、注入剂量为1E15～1E17。P型掺杂元素可以采用硼或者硫，其注入能量为5keV～30keV、注入剂量为1E15～1E17。由此可见，本实施例可以控制注入离子的种类和剂量，实现可控的掺杂。

步骤S3，对掺杂元素注入后的铜衬底1进行第一阶段保温，以使铜衬底1和镍薄膜层2形成铜镍合金衬底11，从而使注入到镍薄膜层2特定区域中的N型掺杂元素和P型掺杂元素在所述铜镍合金衬底11的表面聚集；然后在甲烷环境下进行第二阶段保温，以分别在富N型掺杂元素区21和富P型掺杂元素区22得到N型掺杂石墨烯51和P型掺杂石墨烯52，请参阅图9；最后缓慢冷却降至室温。

其中，步骤S3具体包括如下步骤：

步骤S301，将掺杂元素注入后的铜衬底1放入反应器中，在800℃～1050℃高温和惰性气体的环境下进行第一阶段保温，保温时间为10min～60min，以使铜衬底1和镍薄膜层2形成铜镍合金衬底11，从而使注入到镍薄膜层2特定区域中的N型掺杂元素和P型掺杂元素在所述铜镍合金衬底11的表面聚集。

步骤S302，将流量为1sccm～10sccm的甲烷通入反应器中进行第二阶段保温，保温时间为10min～60min，以将聚集在铜镍合金衬底11表面的N型掺杂元素和P型掺杂元素作为形核点，分别在富N型掺杂元素区21和富P型掺杂元素区22形成N型掺杂石墨烯51和P型掺杂石墨烯52。

步骤S303，缓慢冷却降至室温。

其中，反应器可以采用管式炉，惰性气体可以采用氩气或者氦气。

不难发现，步骤S3即是在甲烷环境下采用退火工艺形成掺杂石墨烯，其原理如下：在高温和惰性气体的环境下，掺杂原子在镍薄膜层2中自由扩散的同时，铜和镍在不停的形成合金，铜衬底1从表面开始逐渐变为铜镍合金衬底11。由于掺杂原子不溶于铜，随着镍被铜消耗形成合金，掺杂原子被铜原子从镍薄膜层2中挤出，均匀的分布在铜镍合金衬底11的表面上。在向反应器通入甲烷后，以这些分布在铜镍合金衬底11表面上的掺杂原子为形核点，形成掺杂石墨烯。此外，惰性气体作为甲烷的载气，在向反应器通入甲烷时，可以保护铜镍合金衬底11不会被氧化。

本实施例结合铜和镍的性质，采用上述原理，不仅能够直接打开石墨烯的能带隙，而且通过晶格式的掺杂，得到稳定的掺杂石墨烯结构。且离子注入技术、退火技术在目前半导体行业都是非常简便、成熟的工艺，因此，采用本发明的方法将能更快地推动石墨烯在半导体工业界的广泛应用。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

下面结合示例性实验参数，具体说明本实施例的掺杂石墨烯的制备方法：

首先，提供一厚度为25μm的铜箔，在该铜箔上采用电子束蒸发一层厚度为300nm的镍薄膜层。

其次，在镍薄膜层上选择一特定区域，在该特定区域上形成第一掩膜层，图形化第一掩膜层，暴露出特定区域中需要注入N型掺杂元素的位置；接着在特定区域注入氮原子，注入能量为10keV、注入剂量为4E16，以图形化后的第一掩膜层为掩膜，在需要注入N型掺杂元素的位置形成富氮区；然后将图形化后的第一掩膜层去除。

再次，在特定区域上形成第二掩膜层，图形化第二掩膜层，暴露出特定区域中需要注入P型掺杂元素的位置；其中，图形化后的第二掩膜层覆盖富氮区；接着在特定区域注入硼原子，注入能量为10keV、注入剂量为4E16，以图形化后的第二掩膜层为掩膜，在需要注入P型掺杂元素的位置形成富硼区；然后将图形化后的第二掩膜层去除。这样一来，就在镍薄膜层2上的特定区域中得到了富氮区和富硼区。

最后，对掺杂元素注入后的铜箔进行两次退火，先将掺杂元素注入后的铜箔放入管式炉中，在950℃高温和氩气的环境下进行第一阶段保温，保温时间为15min，以使铜箔和镍薄膜层形成铜镍合金衬底，从而使注入到镍薄膜层特定区域中的氮原子和硼原子在所述铜镍合金衬底的表面聚集；然后再将流量为2sccm的甲烷通入管式炉中进行第二阶段保温，保温时间为30min，以将聚集在铜镍合金衬底表面的氮原子和硼原子作为形核点，分别在富氮区和富硼区形成N型掺杂石墨烯和P型掺杂石墨烯；最后缓慢冷却降至室温。

本发明第二实施例涉及一种石墨烯PN结器件的制备方法，其中，石墨烯PN结器件的制备方法至少包括：

首先，采用本发明第一实施例所涉及的掺杂石墨烯的制备方法，得到N型掺杂石墨烯51和P型掺杂石墨烯52，请参阅图1～图9。第一实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。

其次，将N型掺杂石墨烯51和P型掺杂石墨烯52从铜镍合金衬底11上转移至二氧化硅衬底6上，请参阅图10。

最后，分别在N型掺杂石墨烯51和P型掺杂石墨烯52上制备电极7，形成石墨烯PN结器件，请参阅图11。

其中，将N型掺杂石墨烯51和P型掺杂石墨烯52从铜镍合金衬底11上转移至二氧化硅衬底6上的方法，至少包括如下步骤：

a.将掺杂石墨烯/铜镍合金样品放置于旋涂机，以转速2500r/min旋凃光刻胶30s。

b.将光刻胶/掺杂石墨烯/铜镍合金样品放置于热台，在180℃温度下，固化光刻胶3min。

c.将光刻胶/掺杂石墨烯/铜镍合金样品悬浮于三氯化铁溶液表面，以腐蚀铜镍合金衬底。

d.待铜镍合金衬底被腐蚀干净后，使用二氧化硅将样品剩余的悬浮于三氯化铁溶液表面的光刻胶/掺杂石墨烯从三氯化铁溶液中捞出，形成光刻胶/掺杂石墨烯/二氧化硅样品，然后用气枪吹干。

e.将光刻胶/掺杂石墨烯/二氧化硅样品置于丙酮溶液中，在80℃温度下，水浴加热12h，最后去除光刻胶。从而完成了将N型掺杂石墨烯51和P型掺杂石墨烯52从铜镍合金衬底11上转移至二氧化硅衬底6上的过程。

另外，在N型掺杂石墨烯51和P型掺杂石墨烯52上制备电极7的过程，也是采用现有技术中常用的方法，在不做赘述。

本实施例的石墨烯PN结器件的制备方法，采用第一实施例所涉及的掺杂石墨烯的制备方法，结合了镍/铜结构和离子注入的优势，能够在选定的特定区域内实现不同类型掺杂元素的定位掺杂，从而实现石墨烯PN结器件结构。

不难发现，上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

综上所述，本发明的掺杂石墨烯的制备方法，结合铜和镍的性质，利用离子注入技术，不会破坏石墨烯性能，实现了N型和P型掺杂元素的晶格式掺杂，从而得到稳定的掺杂石墨烯结构。此外，可以控制注入离子的种类和剂量，实现可控的掺杂。此外，离子注入技术、退火技术在目前半导体行业都是非常简便、成熟的工艺，因此，采用本发明的方法将能更快地推动石墨烯在半导体工业界的广泛应用。

本发明的石墨烯PN结器件的制备方法，采用上述掺杂石墨烯的制备方法，结合了镍/铜结构和离子注入的优势，能够在特定区域内实现不同类型掺杂元素的定位掺杂，从而实现石墨烯PN结器件结构。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于，所述掺杂石墨烯的制备方法至少包括：

提供一铜衬底，在所述铜衬底上形成镍薄膜层；

在所述镍薄膜层上选择一特定区域，在所述特定区域分别注入N型掺杂元素和P型掺杂元素，以分别形成富N型掺杂元素区和富P型掺杂元素区；

对掺杂元素注入后的所述铜衬底进行第一阶段保温，以使所述铜衬底和所述镍薄膜层形成铜镍合金衬底，从而使注入到所述镍薄膜层特定区域中的N型掺杂元素和P型掺杂元素在所述铜镍合金衬底的表面聚集；然后在甲烷环境下进行第二阶段保温，以分别在所述富N型掺杂元素区和所述富P型掺杂元素区得到N型掺杂石墨烯和P型掺杂石墨烯；最后缓慢冷却降至室温。

2.根据权利要求1所述的掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于，在所述特定区域分别注入N型掺杂元素和P型掺杂元素，以分别形成富N型掺杂元素区和富P型掺杂元素区的方法，至少包括如下步骤：

在所述镍薄膜层上选择一特定区域，在所述特定区域上形成第一掩膜层，图形化所述第一掩膜层，暴露出所述特定区域中需要注入N型掺杂元素的位置；

在所述特定区域注入N型掺杂元素，以图形化后的第一掩膜层为掩膜，在所述需要注入N型掺杂元素的位置形成富N型掺杂元素区；

将所述图形化后的第一掩膜层去除；

在所述特定区域上形成第二掩膜层，图形化所述第二掩膜层，暴露出所述特定区域中需要注入P型掺杂元素的位置；其中，图形化后的第二掩膜层覆盖所述富N型掺杂元素区；

在所述特定区域注入P型掺杂元素，以图形化后的第二掩膜层为掩膜，在所述需要注入P型掺杂元素的位置形成富P型掺杂元素区；

将所述图形化后的第二掩膜层去除。

3.根据权利要求2所述的掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于，所述第一掩膜层和所述第二掩膜层均采用光刻胶。

4.根据权利要求1所述的掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于，对掺杂元素注入后的所述铜衬底进行第一阶段保温，所述铜衬底和所述镍薄膜层形成铜镍合金衬底，从而使注入到所述镍薄膜层特定区域中的N型掺杂元素和P型掺杂元素在所述铜镍合金衬底的表面聚集；然后在甲烷环境下进行第二阶段保温，以分别在所述富N型掺杂元素区和所述富P型掺杂元素区得到N型掺杂石墨烯和P型掺杂石墨烯；最后缓慢冷却降至室温；具体方法为：

将掺杂元素注入后的所述铜衬底放入反应器中，在800℃～1050℃高温和惰性气体的环境下进行第一阶段保温，保温时间为10min～60min，以使所述铜衬底和所述镍薄膜层形成铜镍合金衬底，从而使注入到所述镍薄膜层特定区域中的N型掺杂元素和P型掺杂元素在所述铜镍合金衬底的表面聚集；

然后将流量为1sccm～10sccm的甲烷通入所述反应器中进行第二阶段保温，保温时间为10min～60min，以将聚集在所述铜镍合金衬底表面的N型掺杂元素和P型掺杂元素作为形核点，分别在所述富N型掺杂元素区和所述富P型掺杂元素区形成N型掺杂石墨烯和P型掺杂石墨烯；

最后缓慢冷却降至室温。

5.根据权利要求4所述的掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气或者氦气。

6.根据权利要求1所述的掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于，所述N型掺杂元素为氮、磷或者砷，其注入能量为5keV～30keV、注入剂量为1E15～1E17。

7.根据权利要求1所述的掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于，所述P型掺杂元素为硼或者硫，其注入能量为5keV～30keV、注入剂量为1E15～1E17。

8.根据权利要求1所述的掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于，在所述铜衬底上形成镍薄膜层的方法至少包括：电子束蒸发、电镀或者磁控溅射。

9.根据权利要求1所述的掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于，所述镍薄膜层的厚度为10nm～1μm。

10.一种石墨烯PN结器件的制备方法，其特征在于，所述石墨烯PN结器件的制备方法至少包括：

采用如权利要求1-9任一项所述的掺杂石墨烯的制备方法，得到N型掺杂石墨烯和P型掺杂石墨烯；

将所述N型掺杂石墨烯和所述P型掺杂石墨烯从所述铜镍合金衬底上转移至二氧化硅衬底上；

分别在所述N型掺杂石墨烯和所述P型掺杂石墨烯上制备电极，形成石墨烯PN结器件。