JP2012041219A - Method for producing graphene film and method for uniformizing the number of graphene film layers - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for further uniformizing the number of graphene film layers.SOLUTION: A layer partly covering an SiC substrate 100 among layers constituting the graphene film 104 is heated at a prescribed temperature in a hydrogen gas atmosphere to perform selective etching from its edge. Layers totally covering the SiC substrate 100 can be left among the layers of the graphene film 104 and, accordingly, the number of layers of the graphene film 104 can be uniformized.

Description

本発明は、グラフェン膜の製造方法およびグラフェン膜の層数を均一化する方法に関し、特に、基板の上に層数が均一化されて形成されたグラフェン膜の製造方法および基板の上に形成されたグラフェン膜の層数を均一化する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a graphene film and a method for making the number of layers of a graphene film uniform, and in particular, a method for producing a graphene film formed on a substrate with the number of layers made uniform, and a method for forming a graphene film on the substrate. The present invention relates to a method for making the number of graphene films uniform.

従来、単層や複数層から成るグラフェン膜の製造方法としては、グラファイトからテープを用いて劈開して引き剥がすことで薄層化するという方法を採るのが一般的であった。しかしながら、この方法は簡単ではあるものの、原料となるグラファイトの品質に大きく左右されてしまうという問題がある。また、サンプルサイズがほぼ100μm以下に制約される上、特定の層数のグラフェン膜を得る収率が低いという問題もあった。   Conventionally, as a method for producing a graphene film composed of a single layer or a plurality of layers, a method of cleaving from graphite with a tape and peeling it off is generally used. However, although this method is simple, there is a problem that it greatly depends on the quality of the graphite as a raw material. In addition, the sample size is limited to about 100 μm or less, and the yield of obtaining a specific number of graphene films is low.

これに対し、高品質・大面積なグラフェン膜を得る手法として金属基板の上に化学気相成長(CVD)法によって形成するという試みもなされている。しかしながら、CVD法では、高品質の金属基板を用いる必要があるためコストがかさむという問題があった。また、金属基板は導電性を有するため、電子デバイスの製造に応用するためには、金属基板の上に形成したグラフェン膜を他の絶縁性基板へ転写する必要があった。   On the other hand, as a method for obtaining a high-quality and large-area graphene film, an attempt has been made to form it on a metal substrate by a chemical vapor deposition (CVD) method. However, the CVD method has a problem that the cost is increased because it is necessary to use a high-quality metal substrate. In addition, since the metal substrate has conductivity, it has been necessary to transfer the graphene film formed on the metal substrate to another insulating substrate in order to apply it to the manufacture of an electronic device.

このような事情を踏まえると、シリコンカーバイド(SiC)基板を真空あるいはガス雰囲気中において高温処理する方法(以下、「SiC表面分解法」という)が有効であると考えられている(たとえば、非特許文献1参照)。これは、SiC基板を加熱してその表面あるシリコン原子を優先的に脱離させると、SiC基板の表面に残った炭素原子が自発的にSiC基板に対してエピタキシャルな関係をもつグラフェン膜を形成する現象を利用している。   In view of such circumstances, it is considered that a method of treating a silicon carbide (SiC) substrate at a high temperature in a vacuum or a gas atmosphere (hereinafter referred to as “SiC surface decomposition method”) is effective (for example, non-patent Reference 1). This is because when the SiC substrate is heated to preferentially desorb silicon atoms on the surface, the carbon atoms remaining on the surface of the SiC substrate spontaneously form a graphene film having an epitaxial relationship with the SiC substrate. The phenomenon is used.

しかしながら、SiC表面分解法によって形成されたグラフェン膜では、その層数に空間的なバラツキが生じることが知られている(たとえば、非特許文献2参照)。この層数のバラツキは電子デバイスの開発や物性を探索する上での障害となってしまう。そこで、このようなグラフェン膜の層数に空間的なバラツキが生じるのを防ぐため、これまでに種々の研究・報告がなされている。
まず、アルゴンガス雰囲気中やシランガス雰囲気中では、より均一な単層グラフェンが形成できることが報告されている(たとえば、非特許文献3,4参照)。
また、SiC表面分解法で一般的に用いられている、面指数が低指数結晶方位にほぼ一致したジャスト基板を使わずに、面方位を低指数面から意図的にずらした傾斜SiC基板(その傾斜角は、たとえば4°など)を用い、表面にナノメートルオーダーの周期構造を形成した後にグラフェン膜を形成すると、層数に空間的なバラツキが生じるのを抑制できることも報告されている(たとえば、非特許文献5参照)。
However, it is known that the graphene film formed by the SiC surface decomposition method has a spatial variation in the number of layers (for example, see Non-Patent Document 2). This variation in the number of layers becomes an obstacle to the development of electronic devices and the search for physical properties. Therefore, various studies and reports have been made so far to prevent the spatial variation in the number of layers of the graphene film.
First, it has been reported that more uniform single-layer graphene can be formed in an argon gas atmosphere or a silane gas atmosphere (see, for example, Non-Patent Documents 3 and 4).
In addition, an inclined SiC substrate whose plane orientation is intentionally shifted from the low-index plane without using a just substrate generally used in the SiC surface decomposition method whose plane index substantially coincides with the low-index crystal orientation (its It has also been reported that when a graphene film is formed after a nanometer-order periodic structure is formed on the surface using an inclination angle of, for example, 4 °, etc., spatial variation in the number of layers can be suppressed (for example, Non-patent document 5).

A. J. van Bommel, J. E. Crombeen, and A. van Tooren, Surf. Sci. 48, 463 (1975).A. J. van Bommel, J. E. Crombeen, and A. van Tooren, Surf. Sci. 48, 463 (1975). H. Hibino, H. Kageshima, F. Maeda, M. Nagase, Y. Kobayashi, and H. Yamaguchi, Phys. Rev. B 77, 075413 (2008).H. Hibino, H. Kageshima, F. Maeda, M. Nagase, Y. Kobayashi, and H. Yamaguchi, Phys. Rev. B 77, 075413 (2008). K. V. Emtsev, A. Bostwick, K. Horn, J. Jobst, G. L. Kellogg, L. Ley, J. L. McChesney, T. Ohta, S. A. Reshanov, J. Rohrl, E. Rotenberg, A. K. Schmid, D. Waldmann, H. B. Weber, and T. Seyller, Nature Mater. 8, 203 (2009).KV Emtsev, A. Bostwick, K. Horn, J. Jobst, GL Kellogg, L. Ley, JL McChesney, T. Ohta, SA Reshanov, J. Rohrl, E. Rotenberg, AK Schmid, D. Waldmann, HB Weber, and T. Seyller, Nature Mater. 8, 203 (2009). R. M. Tromp and J. B. Hannon, Phys. Rev. Lett. 102, 106104 (2009).R. M. Tromp and J. B. Hannon, Phys. Rev. Lett. 102, 106104 (2009). S. Takana, K. Morita, and H. Hibino, Phys. Rev. B 81, 041406(R) (2010).S. Takana, K. Morita, and H. Hibino, Phys. Rev. B 81, 041406 (R) (2010). C. Riedl, C. Coletti, T. Iwasaki, A. A. Zakharov, and U. Starke, Phys. Rev. Lett. 103, 246804 (2009).C. Riedl, C. Coletti, T. Iwasaki, A. A. Zakharov, and U. Starke, Phys. Rev. Lett. 103, 246804 (2009). T. Ohta, A. Bostwick, T. Seyller, K. Horn, and E. Rotenberg, Science 313, 951 (2006).T. Ohta, A. Bostwick, T. Seyller, K. Horn, and E. Rotenberg, Science 313, 951 (2006).

しかしながら、上述したいずれの方法を採用したとしても、グラフェン膜の層数に空間的なバラツキが生じるのを完全になくすことは難しい。グラフェン膜の層数を均一に保ちながらグラフェン膜を成長させるよう条件を調整するのは非常に困難であるためである。   However, even if any of the above-described methods is adopted, it is difficult to completely eliminate the spatial variation in the number of graphene films. This is because it is very difficult to adjust the conditions for growing the graphene film while keeping the number of graphene films uniform.

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、グラフェン膜の層数をより均一化することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to make the number of graphene films more uniform.

本発明に係るグラフェン膜の製造方法は、基板上に複数の層から成るグラフェン膜を形成する第1の工程と、前記グラフェン膜を水素ガス雰囲気中で所定の温度に加熱してエッチングする第2の工程とを備えることを特徴とする
ここで、前記第2の工程は、圧力1×105Pa(1atm)、温度700〜1300℃において行なわれるものとしてもよい。
また、前記基板は、SiCから成るSiC基板であり、前記第1の工程は、SiC表面分解法を用いて前記SiC基板の上に複数の層から成るグラフェン膜を形成するものとしてもよい。この際、前記第2の工程の後に、前記SiC基板を真空中で温度900℃以上に加熱する第3工程をさらに備えるものとしてもよい。
The method for producing a graphene film according to the present invention includes a first step of forming a graphene film composed of a plurality of layers on a substrate, and a second step of etching the graphene film by heating to a predetermined temperature in a hydrogen gas atmosphere. Here, the second step may be performed at a pressure of 1 × 10 5 Pa (1 atm) and a temperature of 700 to 1300 ° C.
The substrate may be a SiC substrate made of SiC, and the first step may form a graphene film made of a plurality of layers on the SiC substrate using a SiC surface decomposition method. At this time, a third step of heating the SiC substrate to a temperature of 900 ° C. or higher in a vacuum may be further provided after the second step.

本発明に係るグラフェン膜の層数を均一化する方法は、基板上に形成された複数の層から成るグラフェン膜の層数を均一化する方法であって、前記グラフェン膜のうち前記基板を部分的に覆う層を水素ガス雰囲気中で所定の温度に加熱してエッチングすることを特徴とする。
ここで、前記エッチングは、圧力1×105Pa(1atm)、温度700〜1300℃において行なわれるものとしてもよい。
A method for equalizing the number of graphene films according to the present invention is a method for equalizing the number of graphene films formed of a plurality of layers formed on a substrate, wherein the substrate is part of the graphene film. The covering layer is etched by heating to a predetermined temperature in a hydrogen gas atmosphere.
Here, the etching may be performed at a pressure of 1 × 10 5 Pa (1 atm) and a temperature of 700 to 1300 ° C.

本発明に係るグラフェン膜の製造方法およびグラフェン膜の層数を均一化する方法によれば、基板の上に形成されたグラフェン膜を水素ガス雰囲気中で所定の温度に加熱してエッチングしている。ここで、グラフェン膜は、炭素原子同士の結合がある部分では水素ガスと反応しにくいのに対し、その炭素原子同士の結合がないエッジでは水素ガスと反応しやすいという特徴がある。このため、水素ガス雰囲気中でエッチングすることにより、グラフェン膜のうち基板を部分的に覆う層をそのエッジから選択的にエッチングすることができ、グラフェン膜のうち基板を全体的に覆う層を残しておくことによってグラフェン膜の層数を均一化することができる。   According to the method for producing a graphene film and the method for making the number of graphene films uniform according to the present invention, the graphene film formed on the substrate is etched by heating to a predetermined temperature in a hydrogen gas atmosphere. . Here, the graphene film has a feature that it is difficult to react with hydrogen gas at a portion where there is a bond between carbon atoms, whereas it is easy to react with hydrogen gas at an edge where there is no bond between the carbon atoms. For this reason, by etching in a hydrogen gas atmosphere, the layer of the graphene film that partially covers the substrate can be selectively etched from the edge, leaving the layer of the graphene film that covers the entire substrate. The number of layers of the graphene film can be made uniform.

また、グラフェン膜を形成する工程とは別の、グラフェン膜をエッチングする工程によってグラフェン膜の層数を均一化している。このため、様々な方法で形成されたグラフェン膜に応用できる。   Further, the number of graphene films is made uniform by a process of etching the graphene film, which is different from the process of forming the graphene film. Therefore, it can be applied to a graphene film formed by various methods.

さらに、SiC基板を用いてグラフェン膜を製造したときには、SiC基板の上に形成されたグラフェン膜を水素ガス雰囲気中で所定の温度に加熱してエッチングした後に、SiC基板を真空中で温度900℃以上に加熱する工程をさらに施すことにより、SiC基板の表面に吸着された水素原子を脱離させることができる。この場合、グラフェン膜の最下層はSiC基板に含まれるシリコン原子と結合し、グラフェンとしての性質を示さなくなる。これは、形成したグラフェン膜から所望の性質を引き出すのに役立つ。   Further, when a graphene film is manufactured using a SiC substrate, the graphene film formed on the SiC substrate is etched by heating to a predetermined temperature in a hydrogen gas atmosphere, and then the SiC substrate is heated at a temperature of 900 ° C. in a vacuum. By further performing the heating step as described above, hydrogen atoms adsorbed on the surface of the SiC substrate can be desorbed. In this case, the lowermost layer of the graphene film is bonded to silicon atoms contained in the SiC substrate, and does not exhibit graphene properties. This helps to extract desired properties from the formed graphene film.

本発明の実施の形態に係るグラフェン膜の製造方法においSiC基板の表面上に表面分解法を用いてグラフェン膜を形成する工程を示す工程図である。It is process drawing which shows the process of forming a graphene film on the surface of a SiC substrate using a surface decomposition method in the manufacturing method of the graphene film concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係るグラフェン膜の製造方法においてSiC基板の表面上に形成されたグラフェン膜の層数を均一化する工程を示す工程図である。It is process drawing which shows the process of equalizing the number of layers of the graphene film formed on the surface of a SiC substrate in the manufacturing method of the graphene film concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係るグラフェン膜の製造方法においてSiC基板に形成されたグラフェンをLEEMによって撮影した写真である。It is the photograph which image | photographed the graphene formed in the SiC substrate in the manufacturing method of the graphene film which concerns on embodiment of this invention by LEEM. 本発明の実施例1に係るグラフェン膜の製造方法において水素処理前のサンプルの表面をAFMにより撮影した写真である。It is the photograph which image | photographed the surface of the sample before a hydrogen treatment in the manufacturing method of the graphene film which concerns on Example 1 of this invention by AFM. 本発明の実施例1に係るグラフェン膜の製造方法において水素処理後のサンプルの表面をAFMにより撮影した写真である。It is the photograph which image | photographed the surface of the sample after a hydrogen treatment in the manufacturing method of the graphene film concerning Example 1 of this invention by AFM.

次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[実施の形態]
本発明の実施の形態に係るグラフェン膜の製造方法を説明する。
本発明の実施の形態は、SiC基板の表面上にSiC表面分解法を用いてグラフェン膜を形成する工程と、形成したグラフェン膜の層数を均一化する工程という二つの工程から構成される。
[Embodiment]
A method for manufacturing a graphene film according to an embodiment of the present invention will be described.
The embodiment of the present invention includes two steps, a step of forming a graphene film on the surface of a SiC substrate using a SiC surface decomposition method and a step of equalizing the number of layers of the formed graphene film.

はじめに、図1を参照しながら、SiC基板の表面上にSiC表面分解法を用いてグラフェン膜を形成する工程を説明する。
なお、本実施の形態では、SiC表面分解法を用いて説明するが、SiC表面分解法を採用することの利点としては、汎用化しつつある高品質・大面積のSiC基板を使用できること、処理が簡単であること、品質のよいグラフェン膜を形成できること、SiCは比較的バンドギャップが大きいためSiC基板上に形成したグラフェン膜を他の基板に転写せずにそのまま電子デバイス材料として利用できることなどが挙げられる。
First, a process of forming a graphene film on the surface of a SiC substrate using a SiC surface decomposition method will be described with reference to FIG.
In this embodiment, the SiC surface decomposition method will be described. However, the advantage of adopting the SiC surface decomposition method is that a high-quality, large-area SiC substrate that is becoming widely used can be used, and the processing is It is simple, can form a good quality graphene film, and because SiC has a relatively large band gap, the graphene film formed on the SiC substrate can be directly used as an electronic device material without being transferred to another substrate. It is done.

まず、図1(a)に示すように、傾斜SiC(0001)基板100を用意する。ここで、SiC基板100の表面102は、√3×√3の周期性を有する構造となっている。   First, as shown in FIG. 1A, a tilted SiC (0001) substrate 100 is prepared. Here, surface 102 of SiC substrate 100 has a structure having a periodicity of √3 × √3.

次いで、用意したSiC基板100を、圧力1×10−6Pa以下の超高真空中で1060℃で約1分間にわたって加熱する。すると、SiC基板100内のシリコン原子が脱離し、6√3×6√3の周期性を有する構造の領域(グラフェン膜104)が、図1(b)に示すように、主に原子レベルの段差(以下「ステップ」という)の近傍に現れる。このようにして形成された単層のグラフェン膜104は、通常のグラフェンとほぼ同じ構造をもつものの、SiC基板100に含まれるシリコン原子と強く結合するためグラフェンとしての特異な性質は示さず、バッファー層といわれる。
なお、SiC基板100に含まれるシリコン原子を脱離させてグラフェン膜104を形成する条件は、上述したものに限られず、様々な圧力、ガス雰囲気中で形成することができる。たとえば、圧力5Torr(667Pa)以下の真空中では1000℃以上に加熱し、圧力5Torr(667Pa)以上のアルゴンガス雰囲気中では1600℃以上に加熱することによってグラフェン膜104を形成することができる。グラフェン膜104の形成速度は圧力と温度に依存するため、所望の層数に応じて、圧力、加熱温度、加熱する時間を適宜調節すればよい。
Next, the prepared SiC substrate 100 is heated at 1060 ° C. for about 1 minute in an ultrahigh vacuum at a pressure of 1 × 10 −6 Pa or less. Then, silicon atoms in the SiC substrate 100 are desorbed, and a region having a periodicity of 6√3 × 6√3 (graphene film 104) is mainly at an atomic level as shown in FIG. It appears in the vicinity of a step (hereinafter referred to as “step”). The single-layer graphene film 104 formed in this way has almost the same structure as normal graphene, but does not exhibit unique properties as graphene because it strongly binds to silicon atoms contained in the SiC substrate 100, and does not exhibit buffer properties. It is called a layer.
The conditions for forming the graphene film 104 by desorbing silicon atoms contained in the SiC substrate 100 are not limited to those described above, and can be formed in various pressures and gas atmospheres. For example, the graphene film 104 can be formed by heating to 1000 ° C. or higher in a vacuum at a pressure of 5 Torr (667 Pa) or lower and heating to 1600 ° C. or higher in an argon gas atmosphere at a pressure of 5 Torr (667 Pa) or higher. Since the formation rate of the graphene film 104 depends on pressure and temperature, the pressure, the heating temperature, and the heating time may be adjusted as appropriate depending on the desired number of layers.

引き続いてSiC基板100を加熱すると、SiC基板100に含まれるシリコンの脱離が進行することによってグラフェン膜104の領域が拡大し、図1(c)に示すように、SiC基板100は単層のグラフェン膜104によって全面が覆われた状態となる。
これは、SiC基板100が単層のグラフェン膜104(バッファー層)によって覆われた状態、すなわちSiC基板100のシリコン原子が単層のグラフェン膜104(バッファー層)と結合した状態が非常に安定していることに基づいた現象である。
また、ステップ近傍においても単層のグラフェン膜104(バッファー層)がカーペットのように弾性的に変形することによって、SiC基板100の全面を覆うことができる。
When the SiC substrate 100 is subsequently heated, the desorption of silicon contained in the SiC substrate 100 proceeds, so that the region of the graphene film 104 is expanded. As shown in FIG. 1C, the SiC substrate 100 is a single layer. The entire surface is covered with the graphene film 104.
This is because the SiC substrate 100 is covered with the single-layer graphene film 104 (buffer layer), that is, the silicon atoms of the SiC substrate 100 are bonded to the single-layer graphene film 104 (buffer layer). It is a phenomenon based on
Even in the vicinity of the step, the single-layer graphene film 104 (buffer layer) is elastically deformed like a carpet, so that the entire surface of the SiC substrate 100 can be covered.

さらに、SiC基板100を加熱し続けると、バッファー層とSiC基板100との界面にあったシリコン原子が脱離し、図1(d)に示すように、2層目となるグラフェンが核形成されていく。
ここで、グラフェン膜104のうち2層のグラフェンから成る領域では、図1(d)において点線で示した深い層は、SiC基板100に含まれるシリコン原子と結合してバッファー層となるため、グラフェンとしての性質を発揮しない。これに対し、図1(d)において実線で示した表面側の層は、下層のバッファー層を介することによってSiC基板100に含まれるシリコン原子との結合が遮断されるため、グラフェンとしての性質を発揮することができる。
Further, when the SiC substrate 100 is continuously heated, the silicon atoms at the interface between the buffer layer and the SiC substrate 100 are desorbed, and as shown in FIG. Go.
Here, in the region composed of two layers of graphene in the graphene film 104, the deep layer indicated by the dotted line in FIG. 1D is combined with the silicon atoms included in the SiC substrate 100 to form a buffer layer. Does not exhibit its properties. On the other hand, the surface-side layer indicated by the solid line in FIG. 1D has a property as graphene because the bond with the silicon atoms contained in the SiC substrate 100 is cut off through the lower buffer layer. It can be demonstrated.

そして、SiC基板100を加熱し続けると、バッファー層とSiC基板100との界面にあるシリコン原子の脱離がさらに進行する。この結果、図1(e)に示すように、グラフェン膜104は、その領域によってグラフェンが2〜4層と、異なる層数で積層した構造となる。このように多数のグラフェンが積層されたときでも、グラフェン膜104の層のうち図1(e)で点線で示した最も深くにある層のみSiC基板100に含まれるシリコン原子と結合してバッファー層となる。このため、グラフェン膜104の領域のうちN層のグラフェンからなる領域であっても、最も深くにある層はシリコン原子と結合してグラフェンとしての性質を示さないため、実質的に、(N−1)層のグラフェンとしての物性を示すことになる。   When the SiC substrate 100 is continuously heated, the desorption of silicon atoms at the interface between the buffer layer and the SiC substrate 100 further proceeds. As a result, as illustrated in FIG. 1E, the graphene film 104 has a structure in which the graphene is stacked in different layers from 2 to 4 layers depending on the region. Even when a large number of graphene layers are stacked in this manner, only the deepest layer indicated by the dotted line in FIG. 1E among the layers of the graphene film 104 is bonded to the silicon atoms contained in the SiC substrate 100 to be buffer layers. It becomes. For this reason, even in the region of the graphene film 104 made of N layers of graphene, the deepest layer is bonded to silicon atoms and does not exhibit graphene properties. 1) The physical properties of the layer as graphene will be shown.

ところで、上述したように、SiC基板100を加熱し続けると、SiC基板100に含まれるシリコン原子が脱離して複数層から成るグラフェン膜104を形成することができる。ところが、こうして形成したグラフェン膜104の層数には空間的なバラツキが生じてしまう。色々な場所で核形成した2層目のグラフェンが成長し、これらが完全につながった後に3層目のグラフェンが形成されていくのなら、層数が均一化されたグラフェン膜を得ることができる。しかしながら、実際には、2層目が完全に連続的になる前に3層目のグラフェンが核形成してしまうため、グラフェン膜104の層数に空間的なバラツキが生じてしまうのである。このような現象は、より多層のグラフェン膜においても同様に生じてしまうため、グラフェン膜の層数に空間的なバラツキが生じるのは避けられない。
これに対し、SiC基板100に形成されるグラフェン膜104の層のうち表面側の層は、常にバッファー層を経由して成長するため、エッジを形成せずに完全につながっている。また、ステップ部位においてもカーペットのように弾性的に変形することにより、SiC基板100の表面全体を覆うという特徴を有している。
By the way, as described above, when the SiC substrate 100 is continuously heated, the silicon atoms contained in the SiC substrate 100 are desorbed and the graphene film 104 composed of a plurality of layers can be formed. However, there is a spatial variation in the number of graphene films 104 formed in this way. If the second layer of graphene nucleated in various places grows, and then the third layer of graphene is formed after these layers are completely connected, a graphene film with a uniform number of layers can be obtained. . However, in actuality, the third layer of graphene nucleates before the second layer becomes completely continuous, resulting in a spatial variation in the number of layers of the graphene film 104. Such a phenomenon also occurs in a multilayered graphene film in the same manner, so that it is inevitable that spatial variations occur in the number of graphene films.
On the other hand, among the layers of the graphene film 104 formed on the SiC substrate 100, the surface layer always grows via the buffer layer, and is thus completely connected without forming an edge. In addition, the step portion is also characterized by covering the entire surface of SiC substrate 100 by elastically deforming like a carpet.

このため、SiC基板100の表面に形成されたグラフェン膜104の層のうち、SiC基板100の表面側を全体的に覆う層の下に存在し、SiC基板100を部分的に覆う層を選択的に除去することができれば、基板上には完全に均一な層数のグラフェン膜のみを残し、層数が均一化されたグラフェン膜を形成することができる。このように層数が均一化されたグラフェン膜を形成できれば、デバイスへの応用や物性の探索にも役立つと考えられる。   For this reason, among the layers of the graphene film 104 formed on the surface of the SiC substrate 100, a layer that exists under the layer that entirely covers the surface side of the SiC substrate 100 and that partially covers the SiC substrate 100 is selectively selected. If it can be removed, a graphene film with a uniform number of layers can be left on the substrate, and a graphene film with a uniform number of layers can be formed. If a graphene film with a uniform number of layers can be formed in this way, it will be useful for application to devices and search for physical properties.

以下、SiC基板100の表面に形成されたグラフェン膜104の層のうち、SiC基板100を部分的に覆う層のみを選択的に除去して層数を均一化する工程を説明する。   Hereinafter, the process of selectively removing only the layer partially covering the SiC substrate 100 from the graphene film 104 formed on the surface of the SiC substrate 100 to make the number of layers uniform will be described.

図2は、本発明の実施の形態に係るグラフェン膜の製造方法においてSiC基板の表面上に形成されたグラフェン膜の層数を均一化する工程を示す工程図である。
まず、複数の層からなるグラフェン膜104が表面上に形成されたSiC基板100を、水素ガス雰囲気中で600〜900℃で加熱する水素処理を行なう。こうすると、バッファー層とSiC基板100に含まれるシリコン原子との間の結合を水素原子が切断するとともに、この水素原子がSiC基板100の界面にあるシリコン原子と反応し、図2(f)に示すように、SiC基板100のうちグラフェン膜104との界面に水素原子を吸着した水素吸着層106が形成される(たとえば、非特許文献6参照)。
この際、グラフェン膜104の最も深いところにある層(バッファー層)と、SiC基板100の界面にあるシリコン原子との間の結合が水素原子により切断されるため、グラフェン膜104の最も深いところにある層はグラフェンとしての性質を示すようになる。
なお、このような状態のSiC基板100を真空中で加熱すると、水素吸着層106に含まれる水素原子が脱離し、この結果、グラフェン膜104の層のうち最も深い箇所に形成された層がSiC基板100に含まれるシリコン原子と再結合してバッファー層に変化する。
FIG. 2 is a process diagram showing a process of equalizing the number of layers of the graphene film formed on the surface of the SiC substrate in the graphene film manufacturing method according to the embodiment of the present invention.
First, hydrogen treatment is performed in which the SiC substrate 100 on which the graphene film 104 including a plurality of layers is formed is heated at 600 to 900 ° C. in a hydrogen gas atmosphere. As a result, hydrogen atoms break the bond between the buffer layer and the silicon atoms contained in the SiC substrate 100, and the hydrogen atoms react with the silicon atoms at the interface of the SiC substrate 100, resulting in FIG. As shown, a hydrogen adsorption layer 106 that adsorbs hydrogen atoms is formed at the interface with the graphene film 104 in the SiC substrate 100 (see, for example, Non-Patent Document 6).
At this time, since the bond between the deepest layer (buffer layer) of the graphene film 104 and the silicon atoms at the interface of the SiC substrate 100 is cut by hydrogen atoms, the deepest part of the graphene film 104 is formed. Some layers will exhibit graphene properties.
Note that when the SiC substrate 100 in such a state is heated in vacuum, hydrogen atoms contained in the hydrogen adsorption layer 106 are desorbed, and as a result, the layer formed in the deepest portion of the graphene film 104 is SiC. It recombines with silicon atoms contained in the substrate 100 and changes to a buffer layer.

ところで、グラフェンは非常に安定した物質であり、欠陥やダングリングボンドがなければ、水素ガス雰囲気中において1000℃以上の高温でも熱力学的に安定に存在することができる。しかしながら、図2(f)に示すように、グラフェン膜104のうち界面近傍に形成される層は不連続となってエッジを有し、不安定な状態となっていると考えられる。   By the way, graphene is a very stable substance, and can exist thermodynamically stably even at a high temperature of 1000 ° C. or higher in a hydrogen gas atmosphere if there is no defect or dangling bond. However, as shown in FIG. 2F, it is considered that the layer formed in the vicinity of the interface in the graphene film 104 is discontinuous, has an edge, and is in an unstable state.

図3は、SiC基板100に形成されたグラフェンを低エネルギー電子顕微鏡(LEEM:Low Energy Electron Microscope)によって撮影した写真である。
図3に示すLEEM写真から、エッジは比較的高い密度で存在し、また、1ミクロン以下という細かなスケールで分布していることが確かめられた。
FIG. 3 is a photograph of graphene formed on the SiC substrate 100 taken by a low energy electron microscope (LEEM).
From the LEEM photograph shown in FIG. 3, it was confirmed that the edges exist at a relatively high density and are distributed on a fine scale of 1 micron or less.

このようなグラフェン膜104のエッジでは、炭素原子同士のsp2結合が切断されているので、炭素原子はエネルギー的に高く、不安定な状態となっている。このため、SiC基板100を水素ガス雰囲気中で加熱すると、エッジにおいては下記の式(1)に示す化学反応が発生し、グラフェン中の炭素原子を昇華させ、このグラフェンをエッジからエッチングすることができる。 At the edge of such a graphene film 104, since the sp 2 bond between carbon atoms is cut, the carbon atoms are high in energy and are in an unstable state. For this reason, when the SiC substrate 100 is heated in a hydrogen gas atmosphere, a chemical reaction represented by the following formula (1) occurs at the edge, the carbon atoms in the graphene are sublimated, and the graphene can be etched from the edge. it can.

(エッジにおける化学反応)
C + 2H2 → CH4 (1)
(Chemical reaction at the edge)
C + 2H 2 → CH 4 (1)

そこで、SiC基板100を水素ガス雰囲気中で加熱する条件を選べば、グラフェン膜104のうちSiC基板100全面を覆う層を残しておきながらグラフェン膜104のうち部分的にSiC基板100を覆う層をそのエッジから選択的にエッチングすることができる。このため、図2(g)〜図2(i)に示すように、グラフェン膜104のうち部分的にSiC基板100を覆う層を選択的にエッチングにより除去し、最終的には層数が均一化されたグラフェン膜104を得ることができる。   Therefore, if conditions for heating the SiC substrate 100 in a hydrogen gas atmosphere are selected, a layer that covers the SiC substrate 100 partially in the graphene film 104 is left while leaving a layer that covers the entire surface of the SiC substrate 100 in the graphene film 104. It can be selectively etched from that edge. For this reason, as shown in FIGS. 2G to 2I, a layer partially covering the SiC substrate 100 in the graphene film 104 is selectively removed by etching, and finally the number of layers is uniform. The graphene film 104 can be obtained.

なお、グラフェン膜104のうち部分的にSiC基板100を覆うものをエッジからエッチングにより除去するための典型的な条件の一つとして、1×105Pa(1atm)の水素ガス雰囲気中では、加熱温度を700〜1300℃に設定すればよい。これは、700℃以下の低温では水素ガスの分解が起こりにくく、エッチングが非常に遅くなってしまい、また、1300℃以上の高温ではグラフェンがエッジ以外からもエッチングされてしまうためである。 Note that, as one of typical conditions for removing the portion of the graphene film 104 partially covering the SiC substrate 100 by etching from the edge, heating is performed in a hydrogen gas atmosphere of 1 × 10 5 Pa (1 atm). What is necessary is just to set temperature to 700-1300 degreeC. This is because the decomposition of hydrogen gas hardly occurs at a low temperature of 700 ° C. or lower, and etching becomes very slow, and the graphene is etched from other than the edge at a high temperature of 1300 ° C. or higher.

以上説明した本発明の実施の形態に係るグラフェン膜の製造方法によれば、SiC基板100の上に形成されたグラフェン膜104を水素ガス雰囲気中でエッチングすることにより、グラフェン膜104を構成する層のうちSiC基板100を部分的に覆うものを、そのエッジから選択的にエッチングすることができる。このため、グラフェン膜104の層のうちSiC基板100を全体的に覆うものだけを残しておくことができ、グラフェン膜104の層数を均一化することができる。   According to the method for manufacturing a graphene film according to the embodiment of the present invention described above, the layers constituting the graphene film 104 are formed by etching the graphene film 104 formed on the SiC substrate 100 in a hydrogen gas atmosphere. Of these, those partially covering the SiC substrate 100 can be selectively etched from the edges. For this reason, only the layer of the graphene film 104 that entirely covers the SiC substrate 100 can be left, and the number of layers of the graphene film 104 can be made uniform.

なお、上述した実施の形態では、SiC基板100の表面上にグラフェンを形成する方法としてSiC表面分解法を例にとったが、グラフェンを形成する方法には依存せず、SiC基板100の上に複数の層から成るグラフェン膜を形成できるのであれば、たとえば炭素原子を分子線蒸着してグラフェンを形成する手法等を用いてもよい。   In the above-described embodiment, the SiC surface decomposition method is taken as an example of the method for forming graphene on the surface of SiC substrate 100. However, the method does not depend on the method for forming graphene, and is formed on SiC substrate 100. If a graphene film composed of a plurality of layers can be formed, for example, a method of forming graphene by molecular beam deposition of carbon atoms may be used.

また、上述した実施の形態では、均一な2層から成るグラフェン膜104を形成しているが、2層に限られず、3層や4層など他の層数から成るグラフェン膜を形成することもできる。   In the above embodiment, the uniform graphene film 104 is formed of two layers. However, the graphene film is not limited to two layers, and may be formed of other layers such as three or four layers. it can.

さらに、上述した実施の形態では、SiC基板100の界面に水素原子を吸着した水素原子吸着層106が形成されているが、SiC基板100を真空中で、たとえば900℃以上に加熱することにより、水素原子吸着層106に含まれる水素原子を脱離させてもよい。こうすれば、グラフェン膜104の層のうち最下層のものがSiC基板100のシリコン原子と結合してバッファー層となり、グラフェンとしての性質を示さなくなるので、グラフェン膜104から所望の性質を引き出すのに役立つ。   Furthermore, in the above-described embodiment, the hydrogen atom adsorption layer 106 in which hydrogen atoms are adsorbed on the interface of the SiC substrate 100 is formed. By heating the SiC substrate 100 in a vacuum, for example, to 900 ° C. or more, Hydrogen atoms contained in the hydrogen atom adsorption layer 106 may be desorbed. By doing so, the lowermost layer of the graphene film 104 is bonded to the silicon atoms of the SiC substrate 100 to become a buffer layer, and does not exhibit the properties as graphene. Useful.

[実施例1]
次に、本発明の実施例1を図面に基づいて説明する。本発明の実施例1は層数が均一化されたグラフェン膜の製造方法に関する。
[Example 1]
Next, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. Example 1 of the present invention relates to a method of manufacturing a graphene film having a uniform number of layers.

はじめに、傾斜SiC(0001)基板を超高真空中で加熱して表面のシリコン原子を脱離させることにより、傾斜SiC基板の表面にグラフェン膜を形成した。
具体的には、傾斜SiC(0001)基板を超高真空中に導入した後、基板に電流を流すことにより1600℃で5秒間にわたって加熱した。
図4は、このようにして傾斜SiC基板の表面に形成したグラフェン膜を原子間力顕微鏡(AFM:Atomic Force Microscope)によって撮影した写真である。図4において、比較的暗い領域が2層のグラフェンから成る領域であり、比較的明るい領域が3層のグラフェンから成る領域である。図4から、このようにして傾斜SiC基板の表面に形成されたグラフェン膜では、2層の領域と3層の領域とがほぼ同じ割合で混在していることが分かった。上述したように、2層グラフェンが表面を覆っており、その下に3層目のグラフェンが部分的に分布していることが分かる。
First, a graphene film was formed on the surface of a tilted SiC substrate by heating the tilted SiC (0001) substrate in an ultrahigh vacuum to desorb surface silicon atoms.
Specifically, after introducing an inclined SiC (0001) substrate into an ultra-high vacuum, it was heated at 1600 ° C. for 5 seconds by passing an electric current through the substrate.
FIG. 4 is a photograph of the graphene film thus formed on the surface of the tilted SiC substrate taken with an atomic force microscope (AFM). In FIG. 4, a relatively dark region is a region made of two layers of graphene, and a relatively bright region is a region made of three layers of graphene. From FIG. 4, it was found that in the graphene film formed on the surface of the inclined SiC substrate in this way, the two-layer region and the three-layer region are mixed at substantially the same ratio. As described above, it can be seen that the two-layer graphene covers the surface, and the third-layer graphene is partially distributed thereunder.

次に、このようにして得られたサンプルを水素ガス雰囲気中で加熱する水素処理を行なった。
具体的には、水素ガスを1×10−33/minの流量で供給し、1×105Pa(1atm)に保った加熱炉内で、同サンプルを700℃で30分にわたって加熱した。
図5は、水素処理後のサンプルの表面をAFMにより撮影した写真である。図5において、比較的明るい領域が2層のグラフェンから成る領域であり、比較的暗い領域が3層のグラフェンから成る領域である。ここで、図4の水素処理前に撮影した写真と比較するとコントラストが反転しているが、これはAFMの探針の状態や基板の水素化に依存する変化であり、本質的な変化ではない。
図5と図4とを見比べると、水素処理後では、水素処理を行なう前に比べて3層のグラフェンから成る領域の面積が減少していることが確かめられた。これは3層目にあるグラフェン膜が、水素処理の際にエッチングにより削られたことを示している。このため、さらに長時間にわたって水素処理を行なうと最終的には3層のグラフェンから成る領域は消滅し、この結果、基板全体に2層のグラフェン層が均一に分布するグラフェン膜が得られるものと思われる。
Next, the hydrogen treatment which heats the sample obtained in this way in hydrogen gas atmosphere was performed.
Specifically, hydrogen gas was supplied at a flow rate of 1 × 10 −3 m 3 / min, and the sample was heated at 700 ° C. for 30 minutes in a heating furnace maintained at 1 × 10 5 Pa (1 atm). .
FIG. 5 is a photograph of the surface of the sample after hydrogen treatment taken by AFM. In FIG. 5, a relatively bright region is a region made of two layers of graphene, and a relatively dark region is a region made of three layers of graphene. Here, the contrast is inverted as compared with the photograph taken before hydrogen treatment in FIG. 4, but this is a change depending on the state of the AFM probe and the hydrogenation of the substrate, and is not an essential change. .
When FIG. 5 and FIG. 4 are compared, it was confirmed that the area of the region composed of three layers of graphene is reduced after the hydrogen treatment compared to before the hydrogen treatment. This indicates that the graphene film in the third layer was removed by etching during the hydrogen treatment. Therefore, when hydrogen treatment is performed for a longer time, the region composed of three layers of graphene disappears eventually, and as a result, a graphene film in which two layers of graphene layers are uniformly distributed over the entire substrate is obtained. Seem.

なお、このSiC基板を真空中で900℃以上に加熱し、SiC基板から水素を脱離させれば、2層目にあるグラフェン層がSiC基板に含まれるシリコン原子と結合してバッファー層となるため、1層の性質をもつグラフェン膜が得られる。ここで、傾斜SiC基板を1000℃以上の温度で加熱する場合には、傾斜SiC基板に含まれるシリコン原子が脱離して新たなグラフェン層が形成されないよう加熱時間を比較的短くしておけばよい。   In addition, if this SiC substrate is heated to 900 ° C. or higher in vacuum and hydrogen is desorbed from the SiC substrate, the graphene layer in the second layer is combined with silicon atoms contained in the SiC substrate to become a buffer layer. A graphene film having a single layer property can be obtained. Here, when the tilted SiC substrate is heated at a temperature of 1000 ° C. or higher, the heating time may be relatively short so that silicon atoms contained in the tilted SiC substrate are desorbed and a new graphene layer is not formed. .

[実施例2]
次に、本発明の実施例2について説明する。本発明の実施例2は、2層の均一化されたグラフェン膜をチャネルとして用いたトランジスタの製造方法に関する。
[Example 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Example 2 of the present invention relates to a method of manufacturing a transistor using a two-layered uniform graphene film as a channel.

はじめに、SiC基板の上に3層の均一化されたグラフェン膜を形成する。
具体的な手順としては、まず、半絶縁性を有し、傾斜のないジャストのSiC(0001)基板に対し、超高真空中で、電子線を照射することによって約1350℃の温度で1分間にわたって加熱し、3層のグラフェンから成る領域と4層のグラフェンから成る領域とが混在したグラフェン膜を形成する。
次いで、実施例1と同様の手順で、水素処理を行ない、4層目のグラフェンをエッチングにより除去すれば、3層の均一化されたグラフェン膜を作製することができる。
First, a three-layered uniform graphene film is formed on a SiC substrate.
As a specific procedure, first, a just SiC (0001) substrate having a semi-insulating property and no inclination is irradiated with an electron beam in an ultrahigh vacuum at a temperature of about 1350 ° C. for 1 minute. And a graphene film in which a region composed of three layers of graphene and a region composed of four layers of graphene are mixed is formed.
Next, hydrogen treatment is performed in the same procedure as in Example 1, and the fourth layer of graphene is removed by etching, so that a three-layered uniform graphene film can be manufactured.

次いで、SiC基板の界面の水素を脱離させてグラフェン膜のうち最下層のグラフェンをバッファー層にする。
具体的な手順としては、まず、SiC基板を真空中で900℃以上に加熱し、界面の水素を脱離させる。すると、グラフェン膜の層のうち最も深いところにある層がSiC基板に含まれるシリコン原子と結合してバッファー層となる。これにより、実際には3層のグラフェンからなるものの、2層のグラフェンとしての性質を有するグラフェン膜が得られるのである。この際、1000℃以上の温度に加熱する場合は、SIC基板上に新たなグラフェン膜が形成されないよう加熱時間を短くすればよい。
Next, hydrogen at the interface of the SiC substrate is desorbed, and the lowermost graphene of the graphene film is used as a buffer layer.
As a specific procedure, first, the SiC substrate is heated to 900 ° C. or higher in vacuum to desorb hydrogen at the interface. Then, the deepest layer of the graphene film layers is combined with silicon atoms contained in the SiC substrate to form a buffer layer. As a result, a graphene film having properties as a two-layer graphene can be obtained although it is actually composed of three layers of graphene. At this time, when heating to a temperature of 1000 ° C. or higher, the heating time may be shortened so that a new graphene film is not formed on the SIC substrate.

続いて、SiC基板の上に形成したグラフェン膜をチャネル形状に加工する。
具体的には、まず、この基板上にフォトレジストを塗布した後、塗布したフォトレジストをフォトリソグラフィーによりトランジスタのチャネル形状が残るよう露光する。
続いて、酸素プラズマを用いたドライエッチングにより、グラフェン膜のうちフォトレジストで保護されておらず露出している領域を除去する。
この後、フォトレジストを洗浄して取り除くと、チャネル形状に加工されたグラフェン膜がSiC基板の表面に現れる。
Subsequently, the graphene film formed on the SiC substrate is processed into a channel shape.
Specifically, first, a photoresist is coated on the substrate, and then the coated photoresist is exposed by photolithography so that the channel shape of the transistor remains.
Subsequently, the exposed region of the graphene film that is not protected by the photoresist is removed by dry etching using oxygen plasma.
Thereafter, when the photoresist is washed away, a graphene film processed into a channel shape appears on the surface of the SiC substrate.

次いで、チャネルに接触するソース電極およびドレイン電極を形成する。
具体的な手順としては、まず、SiC基板の上に全面にわたってフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィーによりソース電極およびドレイン電極が形成される領域、すなわちチャネルの両端に位置する領域のみが露出するようパターニングを行なう。
続いて、金属(たとえば、クロムおよび金など)をSiC基板の上に全体にわたって蒸着した後、ソース電極およびドレイン電極となる領域以外の領域に蒸着した金属をリフトオフによって除去する。
これにより、ソース電極およびドレイン電極を形成することができる。
Next, a source electrode and a drain electrode that are in contact with the channel are formed.
As a specific procedure, first, a photoresist is coated on the entire surface of the SiC substrate, and patterning is performed so that only the regions where the source and drain electrodes are formed by photolithography, that is, the regions located at both ends of the channel are exposed. To do.
Subsequently, after a metal (for example, chromium and gold) is vapor-deposited over the entire surface of the SiC substrate, the metal vapor-deposited in a region other than the region serving as the source electrode and the drain electrode is removed by lift-off.
Thereby, a source electrode and a drain electrode can be formed.

続いて、チャネル部分の中央付近の上部にゲート電極を形成してトランジスタを完成させる。
具体的な手順としては、まず、SiC基板の上に全体にわたって絶縁膜(たとえば、SiO2等)を堆積する。
次いで、堆積した絶縁膜の上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィーにより、ゲート電極が形成される領域のみが露出するようパターニングを行なう。
続いて、金属(たとえば、クロムおよび金など)をSiC基板の上全体に蒸着させた後、ゲート電極が形成される領域以外の領域に蒸着した金属をリフトオフにより除去する。
これにより、ゲート電極を形成することができ、本発明の実施例2に係るトランジスタが得られる。
Subsequently, a gate electrode is formed on the upper portion near the center of the channel portion to complete the transistor.
As a specific procedure, first, an insulating film (for example, SiO 2 or the like) is deposited over the entire SiC substrate.
Next, a photoresist is applied onto the deposited insulating film, and patterning is performed by photolithography so that only the region where the gate electrode is formed is exposed.
Subsequently, after a metal (for example, chromium and gold) is deposited on the entire SiC substrate, the deposited metal is removed by lift-off in a region other than the region where the gate electrode is formed.
Thereby, a gate electrode can be formed and the transistor which concerns on Example 2 of this invention is obtained.

上述した本発明の実施例2のトランジスタでは、チャネルとして2層のグラフェンとしての性質を有するグラフェン膜を備えている。ここで、2層としての性質をもつグラフェン膜は、SiC基板との相互作用によりバンドギャップを有することが知られている(たとえば、非特許文献7参照)。このため、2層のグラフェン膜をチャネルとして用いた本発明の実施例2に係るトランジスタでは、ソース電極とドレイン電極との間に流れる電流を、ゲート電極に印加した電圧により大きく変調でき、良好なトランジスタ特性が得られるのである。   The transistor according to the second embodiment of the present invention described above includes a graphene film having properties as a two-layer graphene as a channel. Here, it is known that the graphene film having the property of two layers has a band gap due to the interaction with the SiC substrate (for example, see Non-Patent Document 7). For this reason, in the transistor according to Example 2 of the present invention using the two-layer graphene film as the channel, the current flowing between the source electrode and the drain electrode can be greatly modulated by the voltage applied to the gate electrode. Transistor characteristics can be obtained.

本発明はグラフェン膜の製造業などに利用可能である。   The present invention can be used in the manufacturing industry of graphene films.

100…SiC基板、102…表面、104…グラフェン膜、106…水素吸着層。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... SiC substrate, 102 ... Surface, 104 ... Graphene film | membrane, 106 ... Hydrogen adsorption layer.

Claims (6)

基板上に複数の層から成るグラフェン膜を形成する第1の工程と、
前記グラフェン膜を水素ガス雰囲気中で所定の温度に加熱してエッチングする第2の工程と
を備えることを特徴とするグラフェン膜の製造方法。
A first step of forming a graphene film comprising a plurality of layers on a substrate;
And a second step of etching the graphene film by heating to a predetermined temperature in a hydrogen gas atmosphere.
前記第2の工程は、圧力1×105Pa、温度700〜1300℃において行なわれる
ことを特徴とする請求項1に記載のグラフェン膜の製造方法。
2. The method for producing a graphene film according to claim 1, wherein the second step is performed at a pressure of 1 × 10 5 Pa and a temperature of 700 to 1300 ° C. 3.
請求項1または2に記載のグラフェン膜の製造方法において、
前記基板は、SiCから成るSiC基板であり、
前記第1の工程は、SiC表面分解法を用いて前記SiC基板の上に複数の層から成るグラフェン膜を形成する
ことを特徴とするグラフェン膜の製造方法。
In the manufacturing method of the graphene film according to claim 1 or 2,
The substrate is a SiC substrate made of SiC;
The first step includes forming a graphene film composed of a plurality of layers on the SiC substrate by using a SiC surface decomposition method.
前記第2の工程の後に、前記SiC基板を真空中で温度900℃以上に加熱する第3工程をさらに備える
ことを特徴とする請求項3に記載のグラフェン膜の製造方法。
The method for producing a graphene film according to claim 3, further comprising a third step of heating the SiC substrate to a temperature of 900 ° C. or higher in vacuum after the second step.
基板上に形成された複数の層から成るグラフェン膜の層数を均一化する方法であって、
前記グラフェン膜のうち前記基板を部分的に覆う層を水素ガス雰囲気中で所定の温度に加熱してエッチングする
ことを特徴とするグラフェン膜の層数を均一化する方法。
A method for uniformizing the number of graphene films formed of a plurality of layers formed on a substrate,
A method for uniformizing the number of layers of the graphene film, wherein a layer partially covering the substrate of the graphene film is etched by heating to a predetermined temperature in a hydrogen gas atmosphere.
前記エッチングは、圧力1×105Pa、温度700〜1300℃において行なわれる
ことを特徴とする請求項5に記載のグラフェン膜の層数を均一化する方法。
The method for uniformizing the number of layers of the graphene film according to claim 5, wherein the etching is performed at a pressure of 1 × 10 5 Pa and a temperature of 700 to 1300 ° C. 6.
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