JP2016058631A - Method of manufacturing graphene laminate - Google Patents

Method of manufacturing graphene laminate Download PDF

Info

Publication number
JP2016058631A
JP2016058631A JP2014185370A JP2014185370A JP2016058631A JP 2016058631 A JP2016058631 A JP 2016058631A JP 2014185370 A JP2014185370 A JP 2014185370A JP 2014185370 A JP2014185370 A JP 2014185370A JP 2016058631 A JP2016058631 A JP 2016058631A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
boron nitride
nitride layer
film
graphene
fec
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014185370A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6241398B2 (en
Inventor
大島 久純
Hisazumi Oshima
大島  久純
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2014185370A priority Critical patent/JP6241398B2/en
Publication of JP2016058631A publication Critical patent/JP2016058631A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6241398B2 publication Critical patent/JP6241398B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form graphene on a boron nitride layer composed of h-BN without using imprint.SOLUTION: After a boron nitride layer 20 is formed on one side 11 of a substrate 10, one side 21 of the boron nitride layer 20 is coated with a FeC film 50 composed of Fe containing carbon. Subsequently, a graphene 30 is formed on one side 21 of the boron nitride layer 20 by performing heat treatment of the FeC film 50, and Fe in the FeC film 50 is aggregated and moved from above one side 21 of the boron nitride layer 20. The FeC film 50 is formed so that the carbon concentration Cc(at%) in the FeC film 50 satisfies a range of 118/(2.62×T+0.27)≤Cc≤(118/(2.62×T+0.27))×5, where T (nm) is the thickness of the FeC film 50, and the thickness of the FeC film 50 is 1.5 times or more that of the boron nitride layer 20.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、六方晶窒化ホウ素(h−BN)よりなる窒化ホウ素層上にグラフェンを積層してなるグラフェン積層体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a graphene laminate in which graphene is laminated on a boron nitride layer made of hexagonal boron nitride (h-BN).

グラフェンは、単層グラファイト構造を有し、優れた電気的および熱的性質を持つものであり、新しい電子材料として注目が集まっている。このグラフェンが形成される下地基板としては、一般にSiOが用いられているが、SiOは平坦性等の問題があることから、近年、下地基板として、六方晶窒化ホウ素(hexagonal−boron nitride、通常、h−BNと略称される)よりなる窒化ホウ素層を用いることが提案されている(特許文献1参照)。 Graphene has a single-layer graphite structure and has excellent electrical and thermal properties, and has attracted attention as a new electronic material. As a base substrate on which this graphene is formed, SiO 2 is generally used. However, since SiO 2 has problems such as flatness, in recent years, hexagonal boron nitride (hexagonal boron nitride, It has been proposed to use a boron nitride layer (usually abbreviated as h-BN) (see Patent Document 1).

この特許文献1においては、標準的な転写技術を用いて、窒化ホウ素層の一面上にグラフェンを積層する構造を形成している。具体的には、グラフェンと窒化ホウ素層とを目視で位置あわせして、貼り合わせる手作業によって、積層構造を形成するものであり、煩雑なうえに工業化が困難であるのが現状である。   In Patent Document 1, a structure in which graphene is stacked on one surface of a boron nitride layer is formed using a standard transfer technique. Specifically, the laminated structure is formed by manually aligning and bonding the graphene and the boron nitride layer, which is complicated and difficult to industrialize.

特表2014−515181号公報Special table 2014-515181 gazette

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、h−BNよりなる窒化ホウ素層上にグラフェンを積層してなるグラフェン積層体を製造するにあたって、転写を用いることなく、窒化ホウ素層上にグラフェンを形成できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and in producing a graphene laminate in which graphene is laminated on a boron nitride layer made of h-BN, the transfer is not performed on the boron nitride layer. The object is to be able to form graphene.

請求項1に記載の発明は、基板(10)と、基板の一面(11)上に形成され、六方晶窒化ホウ素よりなる層状の窒化ホウ素層(20)と、窒化ホウ素層の一面(21)上に積層されたグラフェン(30)と、を備えるグラフェン積層体の製造方法であって、次の各特徴を備えたものである。   The invention according to claim 1 is a substrate (10), a layered boron nitride layer (20) made of hexagonal boron nitride and formed on a surface (11) of the substrate, and a surface (21) of the boron nitride layer. A graphene laminate comprising a graphene layer (30) laminated thereon, and has the following characteristics.

基板として、基板の一面上に窒化ホウ素層が形成されたもの、を用意する基板用意工程と、基板の一面上にて、炭素を含むFeよりなるFeC膜(50)を、窒化ホウ素層の一面上から当該一面に隣接する基板の一面上まで連続するように形成することにより、窒化ホウ素層の一面をFeC膜で被覆するFeC膜形成工程と、FeC膜を熱処理することにより窒化ホウ素層の一面上に、グラフェンを形成するとともに、FeC膜中のFeを凝集させて窒化ホウ素層の一面上から窒化ホウ素層の周囲の基板の一面上に移動させるグラフェン形成工程と、を備えること。   A substrate preparing step of preparing a substrate having a boron nitride layer formed on one surface of the substrate, and an FeC film (50) made of Fe containing carbon on one surface of the substrate, An FeC film forming step of covering one surface of the boron nitride layer with an FeC film by forming the surface continuously from the top to one surface of the substrate adjacent to the one surface, and one surface of the boron nitride layer by heat-treating the FeC film And a graphene forming step of forming graphene and aggregating Fe in the FeC film to move from one surface of the boron nitride layer to one surface of the substrate around the boron nitride layer.

FeC膜形成工程では、FeC膜の膜厚をT(単位:nm)としたとき、FeC膜中の炭素濃度Cc(単位:原子%)が、下記の数式(2)を満足する範囲となり、
(数2)
118/(2.62×T+0.27)≦Cc≦{118/(2.62×T+0.27)}×5
且つ、FeC膜の膜厚が窒化ホウ素層の厚さの1.5倍以上となるように、FeC膜の形成を行うこと。請求項1の製造方法は、これらの点を特徴としている。
In the FeC film forming step, when the film thickness of the FeC film is T (unit: nm), the carbon concentration Cc (unit: atomic%) in the FeC film is in a range satisfying the following formula (2).
(Equation 2)
118 / (2.62 × T + 0.27) ≦ Cc ≦ {118 / (2.62 × T + 0.27)} × 5
In addition, the FeC film is formed so that the film thickness of the FeC film is 1.5 times or more the thickness of the boron nitride layer. The manufacturing method of claim 1 is characterized by these points.

それによれば、h−BNよりなる窒化ホウ素層の一面上にグラフェンが自己整合的に形成されるため、転写を用いることなく工業化に適した方法により、窒化ホウ素層上にグラフェンを形成することができる。   According to this, since graphene is formed on one surface of the boron nitride layer made of h-BN in a self-aligned manner, it is possible to form graphene on the boron nitride layer by a method suitable for industrialization without using transfer. it can.

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in the claim and this column is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の実施形態にかかるグラフェン積層体を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the graphene laminated body concerning embodiment of this invention. 図1に示されるグラフェン積層体の製造方法における基板用意工程を断面的に示す工程図である。It is process drawing which shows in cross section the board | substrate preparation process in the manufacturing method of the graphene laminated body shown by FIG. 図1に示されるグラフェン積層体の製造方法におけるFeC膜形成工程と、これに続くグラフェン形成工程とを断面的に示す工程図である。It is process drawing which shows in cross section the FeC film | membrane formation process in the manufacturing method of the graphene laminated body shown by FIG. 1, and the graphene formation process following this. (a)実施例1におけるグラフェン形成の様子を示す電子顕微鏡による写真であり、(b)は(a)を模式的に示す図である。(A) It is the photograph by the electron microscope which shows the mode of the graphene formation in Example 1, (b) is a figure which shows (a) typically. 実施例1のサンプルをエネルギー分散型X線分光法により分析した結果から予想される図4(b)中のA−A断面の模式図である。It is the schematic diagram of the AA cross section in FIG.4 (b) anticipated from the result of having analyzed the sample of Example 1 by energy dispersive X-ray spectroscopy. 実施例1におけるグラフェン形成部分をラマン分光分析した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having conducted the Raman spectroscopic analysis of the graphene formation part in Example 1. FIG. (a)比較例1におけるグラフェン形成の様子を示す電子顕微鏡による写真であり、(b)は(a)を模式的に示す図である。(A) It is the photograph by the electron microscope which shows the mode of the graphene formation in the comparative example 1, (b) is a figure which shows (a) typically.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings for the sake of simplicity.

本発明の実施形態にかかるグラフェン積層体S1について、図1を参照して述べる。このグラフェン積層体S1は、たとえばトランジスタなどの電子装置を構成する要素として適用されるものである。   A graphene laminate S1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This graphene laminated body S1 is applied as an element constituting an electronic device such as a transistor, for example.

本実施形態のグラフェン積層体S1は、大きくは、基板10と、基板10の一面11上に形成され、h−BN(六方晶窒化ホウ素)よりなる層状の窒化ホウ素層20と、窒化ホウ素層20の一面21上に積層されたグラフェン30と、を備える。   The graphene stacked body S1 of the present embodiment is broadly formed on the substrate 10 and the one surface 11 of the substrate 10, and a layered boron nitride layer 20 made of h-BN (hexagonal boron nitride), and a boron nitride layer 20. Graphene 30 laminated on one surface 21.

基板10は、窒化ホウ素層20が形成できる一面(図1中の基板10の上面に相当)11を有するものであればよい。たとえば、基板10としては、一面11がシリコン酸化膜よりなるシリコン基板等が挙げられる。   The substrate 10 only needs to have one surface (corresponding to the upper surface of the substrate 10 in FIG. 1) 11 on which the boron nitride layer 20 can be formed. For example, examples of the substrate 10 include a silicon substrate whose one surface 11 is made of a silicon oxide film.

窒化ホウ素層20は、基板10の一面11よりも層面の面積が小さいものであり、限定しないが、その厚さ(層厚)は、たとえば10nm〜20nmである。窒化ホウ素層20と基板10の一面11とは、ファンデルワールス力により固定されている。   The boron nitride layer 20 has a layer surface area smaller than the one surface 11 of the substrate 10 and is not limited, but the thickness (layer thickness) is, for example, 10 nm to 20 nm. The boron nitride layer 20 and the one surface 11 of the substrate 10 are fixed by van der Waals force.

グラフェン30は、1層のものであり、炭素原子が六角形に結合されて平面方向に拡がる層構造、いわゆる単層グラファイト構造を有する。グラフェン30は、窒化ホウ素層20の一面21に直接接触しており、グラフェン30と窒化ホウ素層20の一面(図1中の窒化ホウ素層20の上面に相当)21とは、ファンデルワールス力により固定されている。   The graphene 30 is of a single layer and has a layer structure in which carbon atoms are bonded in a hexagonal shape and spread in a plane direction, that is, a so-called single layer graphite structure. The graphene 30 is in direct contact with one surface 21 of the boron nitride layer 20, and the graphene 30 and one surface of the boron nitride layer 20 (corresponding to the upper surface of the boron nitride layer 20 in FIG. 1) are caused by van der Waals force. It is fixed.

ここで、基板10の一面11のうち窒化ホウ素層20の外側に位置する領域には、Fe(鉄)よりなる金属膜としてのFe膜(鉄膜)40が設けられている。このFe膜40は、後述する炭素(C)を含有するFeよりなる炭素含有金属膜としてのFeC膜50(炭素含有鉄膜、図3(b)参照)ではなく、炭素を含まずに実質的にFeのみよりなるものであり、窒化ホウ素層20よりも厚いものとされる。   Here, an Fe film (iron film) 40 as a metal film made of Fe (iron) is provided in a region located outside the boron nitride layer 20 on the one surface 11 of the substrate 10. The Fe film 40 is not an FeC film 50 (carbon-containing iron film, see FIG. 3B) as a carbon-containing metal film made of Fe containing carbon (C), which will be described later. And made of only Fe and thicker than the boron nitride layer 20.

なお、後述するグラフェン30の形成メカニズムで述べるように、Fe膜40の表面の少なくとも一部には、図示しないグラフェンが形成されていてもよい。このFe膜40は、たとえば電子装置における電極として用いられるが、不要となる場合には、グラフェン30の形成後に、エッチング等により除去してもよい。   Note that, as will be described in the formation mechanism of graphene 30 described later, graphene (not shown) may be formed on at least a part of the surface of the Fe film 40. The Fe film 40 is used, for example, as an electrode in an electronic device, but may be removed by etching or the like after the graphene 30 is formed if unnecessary.

次に、このような本実施形態のグラフェン積層体S1を製造する製造方法について、図2、図3を参照して述べる。   Next, a manufacturing method for manufacturing the graphene laminate S1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、図2に示されるように、基板10として、基板10の一面11上に窒化ホウ素層20が形成されたもの、を用意する基板用意工程を行う。この工程は、市販のh−BN粉末と粘着テープとを用いた標準的な転写方法により行われる。   First, as shown in FIG. 2, a substrate preparation step is performed for preparing a substrate 10 having a boron nitride layer 20 formed on one surface 11 of the substrate 10. This step is performed by a standard transfer method using a commercially available h-BN powder and an adhesive tape.

具体的には、h−BN粉末を一方の粘着テープに付着させ、他方の粘着テープの粘着面を、一方の粘着テープのh−BN粉末に対向させて、両粘着テープの貼り付けおよび剥がしを複数回繰り返すことにより、h−BN粉末を薄層化する。   Specifically, the h-BN powder is attached to one adhesive tape, and the adhesive surface of the other adhesive tape is opposed to the h-BN powder of one adhesive tape, and the adhesive tape is attached and peeled off. By repeating a plurality of times, the h-BN powder is thinned.

そして、図2(a)、(b)に示されるように、薄層化されたh−BN粉末20aが付着している方の粘着テープ100を基板10の一面11に貼り付けた後、剥がすことによって、薄層化されたh−BN粉末20aを基板10の一面11に転写する。これにより、薄層化されたh−BN粉末20aよりなる窒化ホウ素層20が、基板10の一面11上に形成される。   Then, as shown in FIGS. 2A and 2B, the adhesive tape 100 to which the thinned h-BN powder 20 a is attached is attached to the one surface 11 of the substrate 10 and then peeled off. As a result, the thinned h-BN powder 20 a is transferred to the first surface 11 of the substrate 10. Thereby, the boron nitride layer 20 made of the thinned h-BN powder 20 a is formed on the one surface 11 of the substrate 10.

このとき、窒化ホウ素層20の厚さは、上記した粘着テープの貼り付けおよび剥がしの繰り返し回数により調整することができる。たとえば、窒化ホウ素層20の厚さは、10nm程度とされるが、この厚さについては、基板10の一面11にて、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope、略称はAFM)を用いた段差測定を行うことにより求められる。   At this time, the thickness of the boron nitride layer 20 can be adjusted by the number of repetitions of applying and removing the adhesive tape described above. For example, the thickness of the boron nitride layer 20 is about 10 nm, and this thickness is measured on the surface 11 of the substrate 10 using an atomic force microscope (abbreviated as AFM). It is calculated by doing.

次に、図3(a)、(b)に示されるFeC膜形成工程を行う。この工程では、基板10の一面11上にて、炭素を含むFeよりなるFeC膜50を、窒化ホウ素層20の一面21上から窒化ホウ素層20の一面21に隣接する基板10の一面11上まで連続するように形成する。これにより、窒化ホウ素層20の一面21をFeC膜50で被覆する。   Next, an FeC film forming process shown in FIGS. 3A and 3B is performed. In this step, the FeC film 50 made of Fe containing carbon is formed on the surface 11 of the substrate 10 from the surface 21 of the boron nitride layer 20 to the surface 11 of the substrate 10 adjacent to the surface 21 of the boron nitride layer 20. It is formed to be continuous. Thereby, one surface 21 of the boron nitride layer 20 is covered with the FeC film 50.

つまり、このFeC膜形成工程では、FeC膜50は、窒化ホウ素層20の一面21だけでなく、窒化ホウ素層20の一面21からはみ出して、当該一面21の周囲に位置する基板10の一面11上まで連続する膜として形成される。   That is, in this FeC film forming process, the FeC film 50 protrudes not only from the one surface 21 of the boron nitride layer 20 but also from the one surface 21 of the boron nitride layer 20, on the one surface 11 of the substrate 10 positioned around the one surface 21. It is formed as a continuous film.

このFeC膜50は、典型的には、スパッタ、蒸着等の物理気相堆積法(Physical Vapor Deposition)により形成される。具体的なスパッタ方法としては、炭素を含むガス中で、FeC膜のFe成分をスパッタすることにより、FeC膜50を形成する方法が挙げられる。   The FeC film 50 is typically formed by physical vapor deposition such as sputtering or vapor deposition. A specific sputtering method includes a method of forming the FeC film 50 by sputtering the Fe component of the FeC film in a gas containing carbon.

この炭素を含むガスとしては、例えば、炭化水素(例えば、メタン、エタン、エチレン等)を含むガスが挙げられる。この方法によれば、スパッタガスに由来する炭素と、スパッタターゲットに由来するFe成分とを含むFeC膜を形成することができる。   Examples of the gas containing carbon include a gas containing a hydrocarbon (eg, methane, ethane, ethylene, etc.). According to this method, an FeC film containing carbon derived from the sputtering gas and an Fe component derived from the sputtering target can be formed.

また、別のスパッタ方法としては、スパッタ装置に、Fe成分のターゲットとともに、炭素(例えばグラファイト)のターゲットも取り付け、同時スパッタを行う方法が挙げられる。さらに、別のスパッタ方法としては、炭素をFe成分に加えたものをターゲットとして、スパッタを行う方法もある。   As another sputtering method, there is a method in which a target of carbon (for example, graphite) is attached to a sputtering apparatus together with a target of Fe component, and simultaneous sputtering is performed. Further, as another sputtering method, there is a method of performing sputtering using a target obtained by adding carbon to an Fe component.

このFeC膜形成工程の後、図3(c)に示されるグラフェン形成工程を行う。この工程では、FeC膜50を熱処理することにより窒化ホウ素層20の一面21上に、FeC膜50中の炭素によりグラフェン30を形成する。それとともに、FeC膜50中のFeを凝集させて窒化ホウ素層20の一面21上から窒化ホウ素層20の周囲の基板10の一面11上に移動させる。   After this FeC film forming step, the graphene forming step shown in FIG. In this step, the graphene 30 is formed of carbon in the FeC film 50 on the one surface 21 of the boron nitride layer 20 by heat-treating the FeC film 50. At the same time, Fe in the FeC film 50 is aggregated and moved from one surface 21 of the boron nitride layer 20 to one surface 11 of the substrate 10 around the boron nitride layer 20.

これにより窒化ホウ素層20の一面21上にはグラフェン30が形成され、FeC膜50中のFeは、窒化ホウ素層20の一面21の外側へ移動して当該一面21上から除去される。ここで、熱処理は、オーブン等により行う。   As a result, graphene 30 is formed on one surface 21 of the boron nitride layer 20, and Fe in the FeC film 50 moves to the outside of the one surface 21 of the boron nitride layer 20 and is removed from the one surface 21. Here, the heat treatment is performed by an oven or the like.

このグラフェン形成のメカニズムは、本発明者の実験検討によれば、次のようなものであると推定される。熱処理により、FeC膜50中の炭素(C)が、FeC膜50の表面に析出してグラフェン30を形成する。つまり、FeC膜50は、表面のグラフェン30と、その下のFe部分と、に分かれる。そして、グラフェン30の下のFe部分は、熱により凝集するが、h−BNに対する濡れ性の違いによって、当該凝集したFeは窒化ホウ素層20の一面21上から外側へ移動して除かれ、窒化ホウ素層20の一面21上にはグラフェン30が残る。   This graphene formation mechanism is presumed to be as follows according to the experiment by the present inventors. By the heat treatment, carbon (C) in the FeC film 50 is deposited on the surface of the FeC film 50 to form the graphene 30. That is, the FeC film 50 is divided into the graphene 30 on the surface and the Fe portion therebelow. The Fe portion under the graphene 30 aggregates due to heat, but due to the difference in wettability with respect to h-BN, the aggregated Fe moves to the outside from the one surface 21 of the boron nitride layer 20 and is nitrided. The graphene 30 remains on the one surface 21 of the boron layer 20.

これにより、上記図1および図3(c)に示されるように、窒化ホウ素層20の一面21上にグラフェン30が積層された状態が実現されるとともに、窒化ホウ素層20の一面21上の周囲の基板10の一面11上に、凝集したFeによる上記Fe膜40が形成されるのである。   As a result, as shown in FIG. 1 and FIG. 3C, a state in which the graphene 30 is laminated on the one surface 21 of the boron nitride layer 20 is realized, and the periphery on the one surface 21 of the boron nitride layer 20 is realized. Thus, the Fe film 40 made of aggregated Fe is formed on the one surface 11 of the substrate 10.

グラフェン形成工程における熱処理の温度は、FeC膜50中のFeの融点以下で、当該Feが凝集可能な温度が好ましい。限定するものではないが、熱処理の温度は、たとえば600℃以上850℃以下とすることができる。また、熱処理は、高真空下で行ってもよいし、不活性ガス雰囲気(常圧または減圧)下で行ってもよい。   The temperature of the heat treatment in the graphene forming step is preferably a temperature at which the Fe can be agglomerated below the melting point of Fe in the FeC film 50. Although it does not limit, the temperature of heat processing can be 600 degreeC or more and 850 degrees C or less, for example. Further, the heat treatment may be performed under a high vacuum, or may be performed under an inert gas atmosphere (normal pressure or reduced pressure).

本実施形態の製造方法は、上記したグラフェン形成工程をもって実質完了するが、本実施形態では、さらに、FeC膜形成工程において次のような点を満足することが必要である。本実施形態のFeC膜形成工程では、下記の(a)点および(b)点を共に満足するようにFeC膜50の形成を行う。   The manufacturing method of the present embodiment is substantially completed by the above-described graphene formation step, but in the present embodiment, it is further necessary to satisfy the following points in the FeC film formation step. In the FeC film forming process of this embodiment, the FeC film 50 is formed so as to satisfy both the following points (a) and (b).

(a):FeC膜50の膜厚をT(単位:nm)としたとき、FeC膜50中の炭素濃度Cc(単位:at%(原子%))が、下記の数式(3)を満足する範囲となること。
(数3)
118/(2.62×T+0.27)≦Cc≦{118/(2.62×T+0.27)}×5
(b):FeC膜50の膜厚が窒化ホウ素層20の厚さの1.5倍以上となるようにすること。FeC膜形成工程では、これら(a)点、且つ、(b)点を満足するように、FeC膜50の形成を行う。
(A): When the film thickness of the FeC film 50 is T (unit: nm), the carbon concentration Cc (unit: at% (atomic%)) in the FeC film 50 satisfies the following formula (3). Be in range.
(Equation 3)
118 / (2.62 × T + 0.27) ≦ Cc ≦ {118 / (2.62 × T + 0.27)} × 5
(B): The thickness of the FeC film 50 should be 1.5 times or more the thickness of the boron nitride layer 20. In the FeC film forming step, the FeC film 50 is formed so as to satisfy these points (a) and (b).

ここで、FeC膜50の形成にあたって、炭素濃度Ccの調整は、たとえば上記したFeC膜50のスパッタ形成において、炭素を含むガス中の炭素濃度、より具体的には、当該ガス中の炭化水素の濃度を調整してやればよい。   Here, in the formation of the FeC film 50, the carbon concentration Cc is adjusted, for example, in the above-described sputtering formation of the FeC film 50, in the carbon concentration in the gas containing carbon, more specifically, the hydrocarbon concentration in the gas. What is necessary is just to adjust the density.

また、上記数式(3)に示されるように、炭素濃度Ccの下限値および上限値には、FeC膜50の膜厚T(nm)が因子として含まれているが、FeC膜50の形成にあたって、このFeC膜50の膜厚は、スパッタ時間の調整等により制御すればよい。   Further, as shown in the mathematical formula (3), the lower limit value and the upper limit value of the carbon concentration Cc include the film thickness T (nm) of the FeC film 50 as a factor. The film thickness of the FeC film 50 may be controlled by adjusting the sputtering time.

ここで、上記(a)点について、上記数式(3)における炭素濃度Ccの下限値は、下記の計算により求めたものである。この計算は、FeC膜50中の炭素がグラフェン30の形成のために100%消費されるものとして、単層のグラフェン30を形成するために必要な炭素濃度を、当該下限値として求めたもので、当業者において公知の計算手法である。   Here, for the point (a), the lower limit value of the carbon concentration Cc in the mathematical formula (3) is obtained by the following calculation. This calculation is based on the assumption that carbon in the FeC film 50 is consumed 100% for the formation of the graphene 30, and the carbon concentration necessary for forming the single-layer graphene 30 is obtained as the lower limit. This is a calculation method known to those skilled in the art.

まず、FeC膜50の単位面積(nm)あたりの炭素数Nを求めると、次の数式(4)のようになる。この数式(4)において、Ccは炭素濃度(at%)、TはFeC膜50の膜厚(nm)、VFeはFeの1原子の体積(mL)、Vは炭素の1原子の体積(mL)である。
(数4)
=T×[Cc/{VFe×(1−Cc)+V×Cc}]
一方で、グラフェン30の1層の単位面積(nm)あたりの炭素数Nを求めると、グラフェン30が単層グラファイト構造であることから、この炭素数Nは38.2となる。そして、炭素数Nを炭素数Nで割ると、形成されるグラフェン30の層数Lが出ることから、この層数Lを1とすると、次の数式(5)となる。
(数5)
1=L=N/N=[T/N]×[Cc/{VFe×(1−Cc)+V×Cc}]
そして、この数式(5)におけるN、VFe、Vに具体的数値を代入すれば、次の数式(6)に示されるように、炭素濃度Cc(at%)の下限値が求められる。
(数6)
Cc=118/(2.62×T+0.27)
そして、この炭素濃度Ccの下限値は、実験によっても確認している。つまり、SEM観察やXPS分析等によれば、炭素濃度Ccがこの下限値未満であると、窒化ホウ素層20の一面21上におけるグラフェン30の形成に必要な炭素が不足し、窒化ホウ素層20の一面21上にて島状に点在したグラフェン30となってしまう。そのため、所望の面積のグラフェン30を形成することはできない。
First, when obtaining the number of carbon atoms N C per unit area of FeC film 50 (nm 2), as follows Equation (4). In this formula (4), Cc is the carbon concentration (at%), T is the thickness of FeC film 50 (nm), volume of one atom of V Fe is Fe (mL), V C is the volume of one atom of carbon (ML).
(Equation 4)
N C = T × [Cc / {V Fe × (1−Cc) + V C × Cc}]
On the other hand, when the carbon number NG per unit area (nm 2 ) of one layer of the graphene 30 is obtained, since the graphene 30 has a single-layer graphite structure, this carbon number NG is 38.2. Then, Dividing the number of carbon atoms N C carbon number N G, since the number of layers L G of the graphene 30 comes to be formed, when the number of layers L G 1, the following equation (5).
(Equation 5)
1 = L G = N C / N G = [T / N G] × [Cc / {V Fe × (1-Cc) + V C × Cc}]
Then, by substituting specific numerical values for N G , V Fe , and V C in the equation (5), the lower limit value of the carbon concentration Cc (at%) is obtained as shown in the following equation (6). .
(Equation 6)
Cc = 118 / (2.62 × T + 0.27)
And the lower limit of this carbon concentration Cc has also been confirmed by experiment. That is, according to SEM observation, XPS analysis, or the like, when the carbon concentration Cc is less than this lower limit, the carbon necessary for forming the graphene 30 on the one surface 21 of the boron nitride layer 20 is insufficient, and the boron nitride layer 20 The graphene 30 is scattered in an island shape on the one surface 21. Therefore, the graphene 30 having a desired area cannot be formed.

また、上記した炭素濃度Ccの下限値の計算のように、FeC膜50中の炭素がグラフェン形成のために100%消費されるならば、問題無いが、多少のマージンが必要となる場合がある。上記数式(3)における炭素濃度Ccの上限値(下限値の5倍)は、そのようなマージンを見込んで、実験検討した結果、規定されたものである。   Further, there is no problem if the carbon in the FeC film 50 is consumed 100% for the formation of graphene as in the calculation of the lower limit value of the carbon concentration Cc described above, but a slight margin may be required. . The upper limit value (5 times the lower limit value) of the carbon concentration Cc in the above mathematical formula (3) is defined as a result of an experimental study in view of such a margin.

具体的に、SEM観察やXPS分析等によれば、炭素濃度Ccがこの上限値よりも大きいと、窒化ホウ素層20の一面21上においてグラフェン30とともに非晶質の炭素が析出してしまうことになることがわかった。つまり、窒化ホウ素層20の一面21上においてグラフェン30と非晶質の炭素とが混在した層が形成されてしまう。   Specifically, according to SEM observation, XPS analysis, or the like, when the carbon concentration Cc is larger than the upper limit value, amorphous carbon is precipitated together with the graphene 30 on the one surface 21 of the boron nitride layer 20. I found out that That is, a layer in which graphene 30 and amorphous carbon are mixed is formed on one surface 21 of the boron nitride layer 20.

このように、本発明者の計算および実験検討によれば、単層から数層のグラフェン30を窒化ホウ素層20の一面21上に形成するためには、上記数式(3)の範囲となるように炭素濃度Ccを規定することが必要となることがわかった。たとえば、窒化ホウ素層20の厚さを10nmとし、FeC膜50の膜厚は20nmとしたとき、このとき、炭素濃度Ccは、上記数式(3)によれば、約2.2at%以上、約11at%以下の範囲とされる。   As described above, according to the calculation and experimental study by the present inventor, in order to form a single layer to several layers of graphene 30 on one surface 21 of the boron nitride layer 20, the range of the above formula (3) is satisfied. It was found that it was necessary to define the carbon concentration Cc. For example, when the thickness of the boron nitride layer 20 is 10 nm and the thickness of the FeC film 50 is 20 nm, the carbon concentration Cc is about 2.2 at% or more according to the above formula (3). The range is 11 at% or less.

上記(b)点について、FeC膜50の膜厚が窒化ホウ素層20の厚さの1.5倍以上とすることについては、本発明者の実験検討の結果、わかったものである。SEM観察等によれば、FeC膜50の膜厚が窒化ホウ素層20の厚さの1.5倍未満と薄い場合には、窒化ホウ素層20の一面21上においてグラフェン30が形成されるものの、凝集したFeが窒化ホウ素層20の一面21上に残留してしまうことがわかった。   As for the above point (b), it has been found as a result of the inventor's experiments that the film thickness of the FeC film 50 is 1.5 times or more the thickness of the boron nitride layer 20. According to SEM observation or the like, when the film thickness of the FeC film 50 is as thin as less than 1.5 times the thickness of the boron nitride layer 20, the graphene 30 is formed on the one surface 21 of the boron nitride layer 20, It was found that the agglomerated Fe remained on the one surface 21 of the boron nitride layer 20.

これは、次のようなことが原因であると推定される。窒化ホウ素層20の端部では、窒化ホウ素層20自身の厚さの分、基板10の一面11上に突出する段差が存在する。この状態でFeC膜50を薄く形成した場合、この段差部分にてFeC膜50が途切れて不連続な状態となる。つまり、FeC膜50は、窒化ホウ素層20の端部にて段差切れを起こし、窒化ホウ素層20の一面21上の部分と、その外側の基板10の一面11上の部分とに分離してしまう。   This is presumed to be caused by the following. At the end portion of the boron nitride layer 20, there is a step protruding on the one surface 11 of the substrate 10 by the thickness of the boron nitride layer 20 itself. When the FeC film 50 is thinly formed in this state, the FeC film 50 is interrupted at the stepped portion and becomes discontinuous. That is, the FeC film 50 is stepped at the end of the boron nitride layer 20 and separated into a portion on the one surface 21 of the boron nitride layer 20 and a portion on the one surface 11 of the outer substrate 10. .

この状態で、熱処理を行うと、窒化ホウ素層20の一面21上にてFeが凝集したとしても、凝集したFeは、窒化ホウ素層20の一面21上から当該段差部分を越えて基板10の一面11上に移動しにくくなる。そのため、凝集したFeが窒化ホウ素層20の一面21上に残留してしまうと考えられる。   When heat treatment is performed in this state, even if Fe aggregates on one surface 21 of the boron nitride layer 20, the aggregated Fe crosses the stepped portion from one surface 21 of the boron nitride layer 20 to one surface of the substrate 10. 11 is difficult to move up. Therefore, it is considered that the agglomerated Fe remains on the one surface 21 of the boron nitride layer 20.

また、FeC膜50の膜厚が窒化ホウ素層20の厚さの1.5倍以上であれば、窒化ホウ素層20の一面21上にてグラフェン30が形成されるが、好ましくは、グラフェン形成工程における熱処理によるFeの凝集が可能な膜厚以下となるように、FeC膜50の形成を行うことが望ましい。   Further, if the thickness of the FeC film 50 is 1.5 times or more the thickness of the boron nitride layer 20, the graphene 30 is formed on the one surface 21 of the boron nitride layer 20, but preferably a graphene forming step It is desirable to form the FeC film 50 so that the film thickness is less than or equal to the thickness at which Fe can be agglomerated by heat treatment.

SEM観察等の実験によれば、FeC膜50が、当該Feの凝集ができないほど厚く形成された場合には、グラフェン形成時の熱処理によって、Feが凝集できずに、Feが窒化ホウ素層20の一面21上に残留してしまう可能性が大きい。たとえば、この窒化ホウ素層20におけるFeの凝集が可能な膜厚とは、50nm程度である。つまり、標準的には、FeC膜50の膜厚は、窒化ホウ素層20の厚さの1.5倍以上であって、且つ、50nm以下とされる。   According to experiments such as SEM observation, when the FeC film 50 is formed so thick that the Fe cannot be aggregated, the Fe cannot be aggregated by the heat treatment at the time of graphene formation. The possibility of remaining on the one surface 21 is high. For example, the film thickness capable of aggregating Fe in the boron nitride layer 20 is about 50 nm. In other words, the thickness of the FeC film 50 is typically 1.5 times or more the thickness of the boron nitride layer 20 and 50 nm or less.

ところで、本実施形態によれば、h−BNよりなる窒化ホウ素層20の一面21上にグラフェン30が自己整合的に形成される。つまり、窒化ホウ素層20の一面21上に直接接触した状態でグラフェン30が形成される。そのため、従来のような転写を用いることなく工業化に適した方法により、窒化ホウ素層20上にグラフェン30を形成することができる。   By the way, according to the present embodiment, the graphene 30 is formed in a self-aligned manner on the one surface 21 of the boron nitride layer 20 made of h-BN. That is, the graphene 30 is formed in direct contact with the one surface 21 of the boron nitride layer 20. Therefore, the graphene 30 can be formed on the boron nitride layer 20 by a method suitable for industrialization without using a conventional transfer.

次に、実施例1および比較例1を参照して、上記実施形態にて述べた内容について、より具体的に述べる。   Next, the contents described in the above embodiment will be described more specifically with reference to Example 1 and Comparative Example 1.

(実施例1)
市販のh−BN粉末(例えば(株)高純度化学研究所製のh−BNパウダー)を用意し、一方の粘着テープ上に付着させた後、もう一方の粘着テープを用いて、両テープの粘着面側同士について貼り付けと剥がしを10回程度繰り返して、h−BN粉末を薄層化した。
(Example 1)
After preparing commercially available h-BN powder (for example, h-BN powder manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) and attaching it on one adhesive tape, use the other adhesive tape, The h-BN powder was thinned by repeating the pasting and peeling off about the adhesive surfaces about 10 times.

基板10としては、一面11がシリコン酸化膜よりなる酸化膜付きのシリコン基板を用いた。そして、薄層化されたh−BN粉末20aが付着している粘着テープを、基板10の一面11に貼り付けて剥がすことで、h−BN粉末20aを基板10の一面11に転写し、窒化ホウ素層20を形成した。   As the substrate 10, a silicon substrate with an oxide film having a surface 11 made of a silicon oxide film was used. Then, the h-BN powder 20a is transferred to the first surface 11 of the substrate 10 by attaching the adhesive tape to which the thinned h-BN powder 20a is adhered to the first surface 11 of the substrate 10 and peeling off. A boron layer 20 was formed.

こうして、本例における基板用意工程が完了し、一面11上に窒化ホウ素層20が形成された基板10が用意される。AFMを用いた測定によれば、本例の窒化ホウ素層20の厚さは約10nmであった。   In this way, the substrate preparation process in this example is completed, and the substrate 10 having the boron nitride layer 20 formed on the one surface 11 is prepared. According to the measurement using AFM, the thickness of the boron nitride layer 20 of this example was about 10 nm.

次に、本例のFeC膜形成工程として、基板10の一面11上へ、FeC膜50をスパッタにより、20nmの膜厚で形成した。スパッタガスにはメタンを3%添加したアルゴンガスを用いた。X線光電子分光(略称:XPS)測定より、本例のFeC膜50中の炭素濃度は7at%であった。   Next, as the FeC film forming process of this example, an FeC film 50 was formed on the surface 11 of the substrate 10 by sputtering to a thickness of 20 nm. Argon gas added with 3% methane was used as the sputtering gas. From the X-ray photoelectron spectroscopy (abbreviation: XPS) measurement, the carbon concentration in the FeC film 50 of this example was 7 at%.

このようにして形成したものに対して、本例のグラフェン形成工程として、真空中、800℃で30分、熱処理を行った。これにより、窒化ホウ素層20の一面21上に自己整合的にグラフェン30が積層されたサンプル、すなわち上記実施形態のグラフェン積層体としての本例のサンプルを得ることができた。   The thus formed film was heat-treated at 800 ° C. for 30 minutes in a vacuum as the graphene forming process of this example. As a result, it was possible to obtain a sample in which the graphene 30 was laminated on the one surface 21 of the boron nitride layer 20 in a self-aligned manner, that is, the sample of this example as the graphene laminate of the above embodiment.

ここで、本例では、窒化ホウ素層20の厚さは10nmであり、FeC膜50の膜厚は20nmであり、上記(b)点を満足している。また、本例の膜厚の関係によれば、炭素濃度は、上記数式(3)によれば、約2.2at%以上、約11at%以下の範囲とされるが、本例では、FeC膜50中の炭素濃度は7at%であり、上記(a)点を満足している。   Here, in this example, the thickness of the boron nitride layer 20 is 10 nm, and the thickness of the FeC film 50 is 20 nm, which satisfies the above point (b). Further, according to the film thickness relationship of this example, the carbon concentration is in the range of about 2.2 at% or more and about 11 at% or less according to the above formula (3), but in this example, the FeC film The carbon concentration in 50 is 7 at%, which satisfies the above point (a).

この本例のサンプルについて、電子顕微鏡(SEM)による観察、エネルギー分散型X線分光法(略称:EDX)による分析、ラマン分光分析よる分析を行った。SEM観察の結果は、図4に示される。図4において、(b)は(a)の写真画像をわかりやすく、模式化したものである。なお、図4(b)では、表面のグラフェン30を斜線ハッチングで示し、下地の窒化ホウ素層20の外形を破線で示している。この模式化の図示方法は、後述する図7(b)も同様である。   The sample of this example was observed by an electron microscope (SEM), analyzed by energy dispersive X-ray spectroscopy (abbreviation: EDX), and analyzed by Raman spectroscopy. The result of SEM observation is shown in FIG. In FIG. 4, (b) is a schematic representation of the photographic image of (a) in an easy-to-understand manner. In FIG. 4B, the graphene 30 on the surface is indicated by hatching, and the outer shape of the underlying boron nitride layer 20 is indicated by a broken line. The method of illustration of this schematic diagram is the same in FIG.

そして、図4(b)中のA−A断面の構造については、EDXの分析結果、および、図6に示されるラマン分光分析の結果に基づいて推定することができる。図6に示されるように、窒化ホウ素層20の一面21上をラマン分光分析したところ、グラフェン30を同定する2個のピークP1およびピークP2が検出され、窒化ホウ素層20の一面21上にグラフェン30が形成されていることが確認された。   And about the structure of the AA cross section in FIG.4 (b), it can estimate based on the analysis result of EDX, and the result of the Raman spectroscopic analysis shown by FIG. As shown in FIG. 6, when one surface 21 of the boron nitride layer 20 is subjected to Raman spectroscopic analysis, two peaks P1 and P2 that identify the graphene 30 are detected, and the graphene is formed on the one surface 21 of the boron nitride layer 20. 30 was confirmed to be formed.

これらEDX分析の結果、および、ラマン分光分析の結果に基づいて推定した図4(b)中のA−A断面の構造が、図5に示される。図5に示されるように、基板10の一面11はシリコン酸化膜(SiO膜)11aよりなり、このシリコン酸化膜11aの上に窒化ホウ素層20が形成されている。 FIG. 5 shows the structure of the AA cross section in FIG. 4B estimated based on the results of these EDX analyzes and the results of Raman spectroscopy. As shown in FIG. 5, one surface 11 of the substrate 10 is made of a silicon oxide film (SiO 2 film) 11a, and a boron nitride layer 20 is formed on the silicon oxide film 11a.

そして、上記したグラフェン積層体S1と同様に、窒化ホウ素層20の一面21上にグラフェン30が形成されており、窒化ホウ素層20の周囲にFe膜40が形成されている。なお、窒化ホウ素層20の一面21の周辺部の一部には、Fe膜40が残っているが、実質的には、本例のサンプルは、上記図1と同様のものであるといえる。   Then, similarly to the graphene stacked body S 1 described above, the graphene 30 is formed on the one surface 21 of the boron nitride layer 20, and the Fe film 40 is formed around the boron nitride layer 20. Note that the Fe film 40 remains in a part of the peripheral portion of the one surface 21 of the boron nitride layer 20, but it can be said that the sample of this example is substantially the same as that in FIG.

以上の結果に示されるように、本例によれば、窒化ホウ素層20の一面21上にグラフェン30を自己整合的に積層することができる。   As shown in the above results, according to this example, the graphene 30 can be stacked on the one surface 21 of the boron nitride layer 20 in a self-aligned manner.

(比較例1)
本例は、窒化ホウ素層20の厚さを100nmとし、FeC膜50の膜厚を50nmとしたこと以外は、上記実施例1と同様に行われたものである。つまり、本例は、上記(b)点を満足せず、FeC膜50の膜厚が窒化ホウ素層20の厚さの1.5倍未満と薄い場合である。
(Comparative Example 1)
This example was performed in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the boron nitride layer 20 was 100 nm and the thickness of the FeC film 50 was 50 nm. That is, this example is a case where the above point (b) is not satisfied and the film thickness of the FeC film 50 is as thin as less than 1.5 times the thickness of the boron nitride layer 20.

その結果、図7に示されるように、窒化ホウ素層20の一面21上にグラフェン30は形成されるものの、グラフェン30と混在する形で、Feが窒化ホウ素層20の一面21上に残留してしまった。   As a result, as shown in FIG. 7, although graphene 30 is formed on one surface 21 of the boron nitride layer 20, Fe remains on the one surface 21 of the boron nitride layer 20 in a form mixed with the graphene 30. Oops.

(他の実施形態)
なお、窒化ホウ素層20の一面21上にグラフェン30を複数層、積層する場合には、上記実施形態における数式(3)の関係を応用して、炭素濃度Ccを大きくしてやればよいことは、明らかである。
(Other embodiments)
It should be noted that when a plurality of graphenes 30 are stacked on the one surface 21 of the boron nitride layer 20, it is clear that the carbon concentration Cc may be increased by applying the relationship of the formula (3) in the above embodiment. It is.

また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記実施形態において、構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within the scope described in the claims. Further, the above embodiments are not irrelevant to each other, and can be combined as appropriate unless the combination is clearly impossible. Further, in the above-described embodiment, it is needless to say that elements constituting the embodiment are not necessarily indispensable except for the case where it is clearly indicated that the element is essential and the case where the element is clearly considered to be essential in principle. . Further, in the above-described embodiment, when numerical values such as the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements are mentioned, particularly when it is clearly indicated as essential and when it is clearly limited to a specific number in principle, etc. Is not limited to that particular number. In the above embodiment, when referring to the shape, positional relationship, etc. of components, the shape, position, etc., unless otherwise specified and in principle limited to a specific shape, positional relationship, etc. It is not limited to relationships.

10 基板
11 基板の一面
20 窒化ホウ素層
21 窒化ホウ素層の一面
30 グラフェン
50 FeC膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 11 One side of substrate 20 Boron nitride layer 21 One side of boron nitride layer 30 Graphene 50 FeC film

Claims (2)

基板(10)と、前記基板の一面(11)上に形成され、六方晶窒化ホウ素よりなる層状の窒化ホウ素層(20)と、前記窒化ホウ素層の一面(21)上に積層されたグラフェン(30)と、を備えるグラフェン積層体の製造方法であって、
前記基板として、前記基板の一面上に前記窒化ホウ素層が形成されたもの、を用意する基板用意工程と、
前記基板の一面上にて、炭素を含むFeよりなるFeC膜(50)を、前記窒化ホウ素層の一面上から当該一面に隣接する前記基板の一面上まで連続するように形成することにより、前記窒化ホウ素層の一面を前記FeC膜で被覆するFeC膜形成工程と、
前記FeC膜を熱処理することにより前記窒化ホウ素層の一面上に、前記グラフェンを形成するとともに、前記FeC膜中のFeを凝集させて前記窒化ホウ素層の一面上から前記窒化ホウ素層の周囲の前記基板の一面上に移動させるグラフェン形成工程と、を備え、
前記FeC膜形成工程では、前記FeC膜の膜厚をT(単位:nm)としたとき、前記FeC膜中の炭素濃度Cc(単位:原子%)が、下記の数式(1)を満足する範囲となり、
(数1)
118/(2.62×T+0.27)≦Cc≦{118/(2.62×T+0.27)}×5
且つ、前記FeC膜の膜厚が前記窒化ホウ素層の厚さの1.5倍以上となるように、前記FeC膜の形成を行うことを特徴とするグラフェン積層体の製造方法。
A substrate (10), a layered boron nitride layer (20) made of hexagonal boron nitride, formed on one surface (11) of the substrate, and a graphene (layer) laminated on one surface (21) of the boron nitride layer 30), and a method for producing a graphene laminate comprising:
A substrate preparing step of preparing, as the substrate, one having the boron nitride layer formed on one surface of the substrate;
By forming an FeC film (50) made of Fe containing carbon on one surface of the substrate so as to continue from one surface of the boron nitride layer to one surface of the substrate adjacent to the one surface, A FeC film forming step of covering one surface of the boron nitride layer with the FeC film;
The graphene is formed on one surface of the boron nitride layer by heat-treating the FeC film, and the Fe in the FeC film is aggregated to form the graphene around the boron nitride layer from one surface of the boron nitride layer. A graphene forming step of moving the substrate on one surface,
In the FeC film forming step, when the film thickness of the FeC film is T (unit: nm), the carbon concentration Cc (unit: atomic%) in the FeC film satisfies the following formula (1). And
(Equation 1)
118 / (2.62 × T + 0.27) ≦ Cc ≦ {118 / (2.62 × T + 0.27)} × 5
The method for producing a graphene laminate is characterized in that the FeC film is formed so that the film thickness of the FeC film is 1.5 times or more the thickness of the boron nitride layer.
前記FeC膜形成工程では、前記FeC膜の膜厚が前記窒化ホウ素層の厚さの1.5倍以上であって、前記グラフェン形成工程における前記Feの凝集が可能な膜厚以下となるように前記FeC膜の形成を行うことを特徴とする請求項1に記載のグラフェン積層体の製造方法。   In the FeC film forming step, the film thickness of the FeC film is 1.5 times or more the thickness of the boron nitride layer, and is equal to or less than the film thickness capable of aggregating the Fe in the graphene forming step. The method for producing a graphene laminate according to claim 1, wherein the FeC film is formed.
JP2014185370A 2014-09-11 2014-09-11 Method for producing graphene laminate Active JP6241398B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014185370A JP6241398B2 (en) 2014-09-11 2014-09-11 Method for producing graphene laminate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014185370A JP6241398B2 (en) 2014-09-11 2014-09-11 Method for producing graphene laminate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016058631A true JP2016058631A (en) 2016-04-21
JP6241398B2 JP6241398B2 (en) 2017-12-06

Family

ID=55758862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014185370A Active JP6241398B2 (en) 2014-09-11 2014-09-11 Method for producing graphene laminate

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6241398B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107673329A (en) * 2017-10-31 2018-02-09 南京旭羽睿材料科技有限公司 A kind of coating equipment of graphene slurry
WO2018230638A1 (en) * 2017-06-16 2018-12-20 株式会社Kri Carbon-modified boron nitride, method for producing same, and highly heat-conductive resin composition
JP2019001701A (en) * 2017-06-16 2019-01-10 株式会社Kri Carbon-modified boron nitride, production method thereof and high thermal conducting resin composition
JP2019522348A (en) * 2016-05-12 2019-08-08 グローバルウェーハズ カンパニー リミテッドGlobalWafers Co.,Ltd. Direct formation of hexagonal boron nitride on silicon-based dielectrics

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012118023A1 (en) * 2011-02-28 2012-09-07 独立行政法人科学技術振興機構 Method for producing graphene, graphene produced on substrate, and graphene on substrate
JP2013079178A (en) * 2011-10-05 2013-05-02 Denso Corp Method for forming graphite thin film
JP2014515181A (en) * 2011-03-22 2014-06-26 ユニバーシティ・オブ・マンチェスター Transistor device and fabrication material thereof
JP2015057817A (en) * 2013-08-12 2015-03-26 株式会社デンソー Graphite thin film structure and production method therefor
JP2015151302A (en) * 2014-02-14 2015-08-24 株式会社デンソー Method for producing graphite thin film

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012118023A1 (en) * 2011-02-28 2012-09-07 独立行政法人科学技術振興機構 Method for producing graphene, graphene produced on substrate, and graphene on substrate
JP2014515181A (en) * 2011-03-22 2014-06-26 ユニバーシティ・オブ・マンチェスター Transistor device and fabrication material thereof
JP2013079178A (en) * 2011-10-05 2013-05-02 Denso Corp Method for forming graphite thin film
JP2015057817A (en) * 2013-08-12 2015-03-26 株式会社デンソー Graphite thin film structure and production method therefor
JP2015151302A (en) * 2014-02-14 2015-08-24 株式会社デンソー Method for producing graphite thin film

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019522348A (en) * 2016-05-12 2019-08-08 グローバルウェーハズ カンパニー リミテッドGlobalWafers Co.,Ltd. Direct formation of hexagonal boron nitride on silicon-based dielectrics
US11276759B2 (en) 2016-05-12 2022-03-15 Globalwafers Co., Ltd. Direct formation of hexagonal boron nitride on silicon based dielectrics
US11289577B2 (en) 2016-05-12 2022-03-29 Globalwafers Co., Ltd. Direct formation of hexagonal boron nitride on silicon based dielectrics
WO2018230638A1 (en) * 2017-06-16 2018-12-20 株式会社Kri Carbon-modified boron nitride, method for producing same, and highly heat-conductive resin composition
JP2019001701A (en) * 2017-06-16 2019-01-10 株式会社Kri Carbon-modified boron nitride, production method thereof and high thermal conducting resin composition
CN107673329A (en) * 2017-10-31 2018-02-09 南京旭羽睿材料科技有限公司 A kind of coating equipment of graphene slurry

Also Published As

Publication number Publication date
JP6241398B2 (en) 2017-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2267761B1 (en) Method for releasing a graphene layer
US8158200B2 (en) Methods of forming graphene/(multilayer) boron nitride for electronic device applications
JP6241398B2 (en) Method for producing graphene laminate
KR101614322B1 (en) Method for preparing graphene having controled layer number and method for fabricating electronic device using the same
TWI526559B (en) Process for forming carbon film or inorganic material film on substrate by physical vapor deposition
KR20120053294A (en) Method for forming graphene pattern and method for manufacturing electronic element having graphene pattern
JP5590125B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP6330415B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
KR101475266B1 (en) Board for growing high quality graphene layer and growing method thereof
JP6353262B2 (en) Method for producing multilayer graphene
JP2018035010A (en) Production method of multi-layer graphene and multi-layer graphene laminate
Park et al. Thickness-controlled multilayer hexagonal boron nitride film prepared by plasma-enhanced chemical vapor deposition
WO2014038243A1 (en) Graphene-cnt structure and method for producing same
US20160060120A1 (en) Method of producing reduced graphene oxide
WO2015060419A1 (en) Method for producing graphene film
US9373429B2 (en) Method of obtaining graphene
KR20140108829A (en) Method for separating graphene thin film by roll to roll
JP2018129482A (en) Heat radiation sheet, manufacturing method of the same, and electronic device
JP6350220B2 (en) Method for producing graphene
US10263081B2 (en) Method for making an electrical contact on a graphite layer, contact obtained by using such a method and electronic device using such a contact
JP5656212B2 (en) Method for manufacturing substrate having graphene film
JP5600129B2 (en) Graphene synthesis method and alloy catalyst for graphene synthesis
JP2013098396A (en) Method of manufacturing graphene structure and method of manufacturing semiconductor device using the same
WO2014038244A1 (en) Graphene structure and method for producing same
KR20150057564A (en) Graphene film and method for manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170321

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171010

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171023

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6241398

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250