TW201504489A - 製造部分獨立式二維晶體薄膜之方法及包括該薄膜之裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種製造一部分獨立式二維晶體薄膜(16、16’)之方法，該方法包括：提供承載用於在一第一表面上形成該二維晶體層之一催化劑層(14)之一基板(10)；在該催化劑層上形成該二維晶體薄膜；用一保護層(18)覆蓋至少該二維晶體薄膜；在該基板之一第二表面中蝕刻一腔(24)，該第二表面與該第一表面對置，該腔終止於該催化劑層上；自該腔蝕刻該催化劑層之經曝露部分；及移除該保護層，從而獲得在該腔上方係獨立的二維晶體薄膜。本發明亦揭示一種以此方式製造之裝置。
Description
本發明係關於一種製造一部分獨立式二維(2D)晶體薄膜之方法，該方法包括提供承載用於在一第一表面上形成二維晶體薄膜之一催化劑層之一基板且在催化劑層上形成二維晶體薄膜。
本發明進一步係關於一種包括一部分獨立式二維晶體薄膜之裝置。
由於2D晶體(諸如，石墨烯、氮化硼、二硫化鎢及二硫化鉬晶體)潛在地展現之獨特性質，此等材料吸引相當大量之注意力。例如，此等材料理論上能夠形成極其有效之氣密性障壁層，該等氣密性障壁層可用於一廣範圍之應用中，諸如水淨化膜、DNA定序膜、有機發光二極體(OLED)材料之保護層、用於深紫外線微影應用之濾波器，另外亦有導電性2D晶體(諸如，石墨烯)在電子電路及電光裝置中作為一導體之應用。
然而，獲得具有展現預測性質之一足夠高品質之2D晶體之一重要難題係在製造製程中，必須將2D晶體(例如，石墨烯)自2D晶體已形成至其上之一第一基板或催化劑箔轉移至2D晶體將施加至其上之一第二基板。此一轉移製程可(例如)藉由在2D晶體之經曝露表面上形成
一光阻層(例如，一PMMA層)及/或一熱釋放帶以在移除基板或箔及經釋放2D晶體後續轉移至目標基板期間支撐2D晶體而達成，其中在完成轉移製程之後自2D晶體移除光阻層及/或一熱釋放帶。例如，可藉由使用一適用溶劑之一沖洗步驟來移除一光阻層(諸如，PMMA)，而可藉由將一熱釋放帶加熱至高於其分解溫度來分解該帶。一轉移製程之一實例揭示於US 2012/0282419 A1中，US 2012/0282419 A1揭示一種形成用作一氣體及濕氣障壁之一石墨烯保護薄膜之方法。該方法包括：藉由將熱量及含有一碳源之一反應氣體供應至一基板來在該基板上生產一石墨烯薄膜；及藉由一乾式製程、一濕式製程或一捲軸式製程將石墨烯薄膜轉移於一撓性基板上以用石墨烯薄膜塗佈該撓性基板。
存在與此等轉移製程相關之數個問題。首先，後續移除支撐材料在2D晶體上留下支撐材料之碎屑(例如，PMMA碎屑或帶黏附劑碎屑)，此等碎屑消極地影響一2D晶體(諸如，石墨烯)之電性質。此外，在轉移製程期間避免在2D晶體中形成折痕、裂紋、針孔及其他缺陷根本係不可能的，此等缺陷使2D晶體之電性質及障壁性質降級。
US 7,988,941 B2及US 8,075,864 B2各自揭示實質上無缺陷之一獨立式石墨烯片。然而，由於此等石墨烯片需要進一步處置(例如，放置在一目標基板上)，因此難以避免在進一步處置期間產生缺陷。同時，實務上難以在不引入缺陷之情況下增加此等石墨烯片之大小。
此突出顯示石墨烯之工業化中之主要瓶頸中之一者(亦即，可在無引入針孔及裂紋之風險之情況下處置一至少部分獨立式石墨烯層之可得性)，其中石墨烯層之獨立式部分可具有在數nm2至數百cm2之範圍內及超出該範圍之一面積，使得其可應用為(例如)一濾波器或一膜。
本發明旨在提供一種生產可容易地處置之一部分獨立式二維晶體薄膜之方法。
本發明進一步旨在提供一種包括此一部分獨立式二維晶體薄膜之裝置。
根據本發明之一態樣，提供一種製造一部分獨立式二維晶體薄膜之方法，該方法包括：提供承載用於在一第一表面上形成該二維晶體層之一催化劑層之一載體；在該催化劑層上形成該二維晶體薄膜；用一保護層覆蓋至少該二維晶體薄膜；在該載體之一第二表面中蝕刻一腔，該第二表面與該第一表面對置，該腔終止於該催化劑層上；自該腔蝕刻該催化劑層之經曝露部分；及移除該保護層，從而獲得在該腔上方係獨立的之二維晶體薄膜。
本發明之方法提供二維晶體薄膜(諸如，舉例而言，一石墨烯、氮化硼、二硫化鎢及二硫化鉬及金屬二硫屬化物晶體薄膜)，其中該二維晶體薄膜之一部分係獨立的但該薄膜之邊緣被由該載體形成之一支撐結構支撐，使得可在於該薄膜中不引入缺陷之情況下處置該薄膜。此方式允許形成實質上無缺陷之大面積獨立式二維晶體薄膜且可在不需要精細處置之情況下用作(例如)濾波或膜結構，此乃因該二維晶體薄膜之該獨立式部分由該支撐結構支撐。
在一實施例中，該二維晶體薄膜係一石墨烯晶體薄膜。在一實施例中，該二維晶體薄膜可具有約0.3nm至50nm之一厚度，例如，包括多達100個石墨烯層，或約20nm至40nm之一厚度，例如，包括約50至100個石墨烯層。在一替代性實施例中，該二維石墨烯晶體薄
膜係一單個層，諸如一單個石墨烯層。該二維晶體薄膜之厚度可受形成步驟之持續時間控制，並且藉由控制用於形成該二維晶體薄膜之前驅物材料之量來控制。
在二維石墨烯晶體薄膜之情形中，該催化劑層可係一銅、鎳、鉑或釕層中之一者。銅、鎳、鉑及釕皆已知係適用石墨化催化劑且因而係用於形成該催化劑層之適用材料。銅及鎳係尤其適用的。
雖然可使用任何適用載體，但該載體較佳地係具有氧化物表面層之一矽基板，此乃因此等基板可在全球之大部分半導體車間中被常規地處理。在此實施例中，該保護層可係另外覆蓋該氧化物表面層之該等經曝露部分之氮化物層。氮化物介電層(例如，氮化矽層)具有對用於矽基半導體裝置製造製程中之諸多蝕刻配方之一良好抵抗力且因而尤其適用為該二維晶體薄膜上方之一保護層。
在一實施例中，在該基板之該第二表面中蝕刻一腔之步驟包括在該第二表面上蝕刻該等氮化物及氧化物層以曝露該矽基板；蝕刻該矽基板以在該第一表面處曝露該氧化物層；及在該第一表面處蝕刻該氧化物層以曝露該催化劑層。
該方法可進一步包括在覆蓋該二維晶體薄膜之該保護層上方提供又一個氧化物層(諸如，氧化矽層)，且其中在該第一表面處蝕刻該氧化物層以曝露該催化劑層之步驟進一步包括蝕刻該又一個氧化物層以曝露該保護層。此在該保護層係氮化物層之情況下係尤其有利的，此乃因氮化物層可包括在各個蝕刻步驟期間可接達該受保護二維晶體薄膜之針孔，從而在薄膜材料對該蝕刻配方不係惰性的之情況下冒損壞該二維晶體薄膜之風險。該又一個氧化物層有效地密封此等針孔，從而防止此損壞發生。
根據本發明之另一態樣，提供一種裝置，其包括：一載體；一腔，其穿過該載體；及二維晶體薄膜，其具有在該腔上方之一獨立式
部分，其中該二維晶體薄膜由該載體支撐且藉由用於形成該二維晶體薄膜之一催化劑層與該載體分離。可由本發明之方法製造之此一裝置受益於在穿過該載體之通孔之該腔上方具有一獨立式無缺陷二維晶體薄膜，此使該裝置尤其適合用作一晶圓步進器之一深紫外線濾波器中或一DNA定序設備中之一膜、保護一OLED裝置中之一有機發光二極體之一氣體障壁等。
該二維晶體薄膜可係一石墨烯、氮化硼、二硫化鎢、二硫化鉬及金屬二硫屬化物晶體薄膜中之一者。一石墨烯晶體薄膜係尤其較佳的。
該二維晶體薄膜可具有任何適用厚度，此取決於其所執行之功能。該二維晶體薄膜可具有高達50nm之一厚度，例如，包括多達100個石墨烯層，此在可該石墨烯晶體薄膜用作一障壁層之情況下係有用的。該二維晶體薄膜可具有小於20nm之一厚度，例如，包括小於50個石墨烯層，或甚至小於20個層，且可係一單個層，此在該二維晶體薄膜需要係透明的或用作一膜之情況下可係有用的。
該載體較佳地係一矽基板且該催化劑層較佳地係一石墨化催化劑(諸如，一銅、鎳、鉑或釕層)。
1‧‧‧裝置
10‧‧‧矽基板/基板部分/基板/載體
12‧‧‧選用氧化矽層/氧化矽層/氧化矽部分/氧化物表面層
14‧‧‧石墨化催化劑層/催化劑層
16‧‧‧石墨烯薄膜/不透明石墨烯薄膜/下伏二維晶體薄膜/石墨烯層/二維晶體薄膜/無缺陷二維晶體薄膜/部分經釋放二維晶體薄膜/部分獨立式二維晶體薄膜
16’‧‧‧獨立式部分/部分獨立式二維晶體薄膜/二維晶體薄膜
18‧‧‧保護層/保護薄膜/氮化矽保護層/氮化矽層
20‧‧‧氧化矽層/保護層/又一保護層/又一個氧化矽保護層
22‧‧‧孔
24‧‧‧腔
30‧‧‧支撐結構
經由非限制性實例參考附圖更詳細地闡述本發明之實施例，其中：圖1展示轉移至一矽基板上之後之一先前技術石墨烯層之SEM影像，其中一PMMA光阻劑作為一臨時支撐層；及圖2示意性繪示根據本發明之一實施例之一裝置之一製造製程。
應理解，諸圖僅係示意性的且未按比例繪製。亦應理解，在所有圖中，相同參考編號用於指示相同或類似部分。
圖1展示一石墨烯薄膜已轉移至其上之一矽基板之一SEM影像(頂部窗格)。一區已由頂部窗格中之箭頭識別且經識別區之一放大在圖1之底部窗格中展示。在轉移期間由一PMMA光阻薄膜支撐石墨烯薄膜，在將石墨烯層轉移至矽基板上之後使用適用溶劑移除該PMMA光阻薄膜。自圖1之SEM影像中之經識別之區清晰看見，此一轉移製程產出展現裂紋且被餘留在石墨烯薄膜之表面上之PMMA薄膜之碎屑污染之一低級石墨烯薄膜。
本發明之實施例旨在提供由一基板支撐之二維晶體薄膜(諸如，一石墨烯薄膜)，其避免碎屑累積在二維晶體薄膜之表面上以及由於二維晶體薄膜至基板上之轉移製程而在此二維晶體薄膜中形成缺陷。
本發明之實施例旨在提供包括此二維晶體薄膜之一裝置，其中該二維晶體薄膜之一部分懸置在一腔上方而不由額外薄膜或層支撐。在本申請案之內容脈絡中，具有此一懸置部分之二維晶體薄膜將被稱為一部分獨立式二維晶體薄膜，此乃因懸置部分在其不由一基板、一支撐層或任何其他支撐結構支撐之意義上而言係獨立式的。
在圖2中展示製造一部分獨立式二維晶體薄膜之一方法之一實例性實施例。將在於一矽基板上形成一石墨烯薄膜之內容脈絡中闡釋在圖2中展示之實施例。然而，應理解，本發明之一般概念可應用於可形成於一石墨化催化劑層之任何適用載體(例如，金屬載體，諸如氧化鋁載體、聚合物載體、玻璃載體等)上之一催化劑層上之任何二維晶體薄膜。同時，代替二維晶體石墨烯薄膜，可替代地形成二維晶體氮化硼、二硫化鎢及二硫化鉬薄膜。為簡潔起見，僅簡單指出諸多適用二維晶體薄膜及基板對熟習此項技術者將係已知的，且可使用此等適用二維晶體薄膜及基板中之任何者。
在圖2中示意性繪示之方法開始於步驟(a)中，其中提供被覆蓋在一選用氧化矽層12中之一矽基板10、一第一表面上之一石墨化催化劑
層14及形成於石墨化催化劑層14上之一石墨烯薄膜16。矽基板10可具有任何適用形狀(例如，一長方形或圓形形狀)，以及任何適用尺寸。例如，矽基板10可係一4"晶圓、一6"晶圓、一8"晶圓等。由於矽具有隨時間緩慢氧化之一趨勢，因此矽基板10可被覆蓋在氧化矽層12中，氧化矽層12可具有化學式SiOx，其中1<x2。可經由矽基板10之自然氧化或經由用氧化劑處理矽基板(例如，使用O2或H2O作為氧化劑之一熱氧化步驟)形成氧化矽層12。矽氧化本來係被熟知的且為簡潔起見，將不進一步詳細地闡釋。
可以任何適用方式(例如，經由濺射塗佈、汽相沈積，諸如金屬有機化學汽相沈積)在矽基板10上形成石墨化催化劑層14。注意，為避免疑義，在涉及石墨化催化劑層14形成於矽基板10上之情況下，其可與矽基板10或與氧化矽層12實體接觸。
可以任何適用方式在石墨化催化劑層14上形成石墨烯薄膜16。例如，可藉由在存在一碳源(諸如，乙炔氣體或另一適用碳源)之情況下熱處理矽基板10來形成石墨烯薄膜16。石墨烯薄膜16之厚度可受加熱步驟之持續時間、發生石墨化所處之溫度及石墨化催化劑層14上方之碳源之流率控制。
另一選擇係，可藉由將一有機聚合物沈積(例如，旋塗)在石墨化催化劑層14上並在一惰性或還原氣氛中於高溫下分解該聚合物來形成石墨烯薄膜16，如(例如)在US 8,075,864 B2中所揭示。可藉由控制沈積於石墨化催化劑上之聚合物層之厚度來控制以此方式形成之石墨烯薄膜16之厚度。其他方法對熟習此項技術者將係顯而易見的，且此等方法中之任何者可用於形成石墨烯薄膜16。
可藉由使形成石墨烯薄膜所在之製程條件變化來修整石墨烯薄膜16之厚度以滿足將藉由本發明之方法之實施例形成之裝置之需求，如先前所闡釋。例如，對於一不透明石墨烯薄膜16(例如，供用作一
光學層)，石墨烯薄膜16應具有至少40個單層之一厚度，且較佳地在40個單層至100個單層之範圍內之一厚度，相當於在20nm至50nm之範圍內之一厚度。另一選擇係，石墨烯薄膜可具有1個單層至10個單層之一厚度(亦即，不超過5nm之一厚度)，較佳地1個單層至5個單層且更佳地具有約0.3nm至0.4nm之一厚度之一單個單層。
該方法隨後進行至步驟(b)，在步驟(b)中，由一保護層18保護石墨烯薄膜16。在步驟(b)中，經由非限制性實例將整個矽基板10包封在保護薄膜18中。保護層18可由可抵抗在矽基板10中形成一腔所需之一系列蝕刻配方之任何材料製成，如稍後將更詳細地闡釋。保護層18較佳地係用矽基半導體製程技術容易取得之一材料，使得形成此保護層18僅需對現有製程之最小調整。在一實施例中，保護層18係氮化矽(SiN)層，諸如一Si3N4層。氮化矽對一廣範圍之蝕刻配方(最引人注意的係一KOH基配方)係惰性的本來係已知的，如稍後將進一步詳細地闡釋。可以任何適用方式(例如，藉由CVD、PE-CVD或類似者)形成氮化矽保護層18。
在一選用步驟(c)中，可在覆蓋石墨烯層16之保護層18之部分上方形成又一保護層20。此又一保護層20可(例如)在保護層18含有微觀缺陷(諸如，針孔)之情形中提供額外保護至石墨烯層16。特定而言，若氮化矽用作保護層18，則施加該又一保護層20可係有利的，此乃因CVD沈積之氮化矽層可包括針孔缺陷本來係已知的。在本發明之一實施例中，保護層18係氮化矽層且該又一保護層20係氧化矽層，具有化學式SiOx，其中1<x2。可以任何適用方式(例如，藉由CVD、PECVD或類似者)在氮化矽層18上形成此氧化矽層20。
在此點處，注意保護層18及該又一保護層20之厚度並非尤其關鍵的，只要該等層係足夠厚的以提供對下伏二維晶體薄膜16(例如，一石墨烯層16)之保護。在一實施例中，保護層18及該又一保護層20
各自具有至少5nm之一厚度以確保石墨烯層16在後續處理步驟中受到充分保護。該方法隨後進行至步驟(d)，在步驟(d)中，打開矽基板10之後側以產生一孔22。為避免疑義，矽基板10之後側係與在其上形成石墨化催化劑層14之第一表面對置之矽基板10之一第二表面。為此，藉由一蝕刻步驟移除保護層18及氧化矽層12(若存在)。例如，在保護層18係氮化矽層之情形中，可(例如)藉由一氟基反應離子蝕刻或任何適用替代性蝕刻配方移除保護層18，而可藉由一HF基蝕刻配方或任何適用替代性蝕刻配方移除氧化矽。當然可在保護層具有一不同化學組合物之情形中調整此等蝕刻配方。顯然，可在矽基板10之後側上不存在相關層之情況下省略此等蝕刻步驟。
接下來，在矽基板10中蝕刻一腔24，此終止於矽基板10之第一表面上之氧化矽層12上或在不存在氧化矽層12之情況下終止於石墨化催化劑層14上。此在步驟(e)中展示。雖然可使用任何適用蝕刻配方，但一KOH基蝕刻配方係尤其較佳的。由於矽基板10之典型厚度(例如，數百微米)，完成此蝕刻步驟可需要多達12小時。若在保護層18中存在針孔，則至一KOH基蝕刻配方之此延長曝露可將石墨烯薄膜16曝露至此KOH基配方，此曝露可損壞石墨烯薄膜16。可藉由保護層18上方之該又一保護層20防止此曝露及後續損壞，此又一保護層20充當用於保護層18之一密封層，如先前所闡釋。
在步驟(f)中，使用任何適用蝕刻配方(諸如，一HF基蝕刻配方或任何適用替代性蝕刻配方)移除腔24內側之氧化矽層12之經曝露部分。在一實施例中，選擇蝕刻配方，使得石墨化催化劑層14對蝕刻配方係惰性的，亦即，蝕刻步驟終止於石墨化催化劑層14上。在該又一保護層20係氧化矽層之情形中，此蝕刻配方可同時用於移除該又一保護層20。可在基板之第一表面上不存在氧化矽層12及又一個氧化矽保護層20之情況下省略步驟(f)。
在步驟(g)中，自腔24蝕刻掉石墨化催化劑層14之經曝露部分，此終止於石墨烯薄膜16上，此後藉由步驟(h)中之蝕刻移除保護層18。例如，在保護層18係氮化矽層之情形中，可藉由一氟基反應離子蝕刻或任何適用替代性蝕刻配方移除保護層18。注意，在不偏離本發明之範疇之情況下，步驟(g)及(h)可互換。在一替代性實施例中，保護層18可與石墨化催化劑層14具有相同材料(例如，Ni)，使得可藉由一單個蝕刻步驟同時移除此兩個層。
所得之結構係其中二維晶體薄膜16(例如，一石墨烯薄膜)具有在腔24上方形成為基板10(例如，一矽基板)中之一通孔之一獨立式部分16’之一裝置1。基板10之其餘部分形成支撐二維晶體薄膜16(例如，一石墨烯薄膜)之邊緣區之一支撐結構30。支撐結構30通常包括一基板部分10及基板部分10與二維晶體薄膜16之間之石墨化催化劑層14之一部分。在一矽基板10之情形中，氧化矽部分12可存在於矽基板10與石墨化催化劑層14之間，如先前所闡釋。
此一裝置1受益於一無缺陷二維晶體薄膜16(諸如，一石墨烯薄膜)。注意，在(例如)US 7,988,941 B2及US 8,075,864 B2中已證實，可使用如上文揭示之各個石墨烯形成製程在一矽基板上形成此等無缺陷石墨烯薄膜。進一步注意，可使用拉曼光譜學容易地驗證根據本發明之實施例之部分經釋放二維晶體薄膜16之無缺陷性質，其中石墨烯之拉曼光譜中不存在一D波段指示其無缺陷性質，如(例如)已在US 7,988,941 B2中揭示。裝置1可用作受益於此一元件之任何設備中之一氣體障壁或一膜元件(例如，一晶圓步進器或一DNA之定序設備中之一深紫外線濾波器、一OLED裝置等)，而不需將二維晶體薄膜16轉移至一目標基板，此乃因基板10亦為二維晶體薄膜16提供支撐結構30。
對在圖2中展示之方法之實施例之諸多變體對熟習此項技術者將
係顯而易見的。應清楚，本發明並不限制於在圖2之詳細闡述中述及之實例性材料。而是，應理解，本發明之一般概念係在一基板上之一催化劑層上形成二維晶體薄膜，其中該二維晶體薄膜受到保護以免曝露於在於基板中形成一腔之一系列處理步驟中使用之化學物品，最後曝露該二維晶體薄膜。此僅需要小心選擇具有對僅移除目標選定材料之所需選擇性之適用材料及適用蝕刻配方，此落在熟習此項技術者之常規技術組合內。
應注意，上文所提及之實施例圖解說明而非限制本發明，且熟習此項技術者將能夠設計出諸多替代實施例而不背離附隨申請專利範圍之範疇。在申請專利範圍中，置於括號之間的任一參考符號皆不應被解釋為限制申請專利範圍。「包括」一詞並不排除存在除一請求項中所列之元件或步驟之外的其他元件或步驟。一元件前面之冠詞「一」或「一個」並不排除存在複數個此等元件。本發明可藉助於包括數個不同元件之硬體來實施。在列舉數個構件之裝置請求項中，此等構件中之數個構件可由一個及同一硬體物項來體現。在互不相同之附屬請求項中陳述某些措施此一事實本身並不指示無法有利地使用此等措施之一組合。
1‧‧‧裝置
10‧‧‧矽基板/基板部分/基板/載體
12‧‧‧選用氧化矽層/氧化矽層/氧化矽部分/氧化物表面層
14‧‧‧石墨化催化劑層/催化劑層
16‧‧‧石墨烯薄膜/不透明石墨烯薄膜/下伏二維晶體薄膜/石墨烯層/二維晶體薄膜/無缺陷二維晶體薄膜/部分經釋放二維晶體薄膜/部分獨立式二維晶體薄膜
16’‧‧‧獨立式部分/部分獨立式二維晶體薄膜/二維晶體薄膜
18‧‧‧保護層/保護薄膜/氮化矽保護層/氮化矽層
20‧‧‧氧化矽層/保護層/又一保護層/又一個氧化矽保護層
22‧‧‧孔
24‧‧‧腔
30‧‧‧支撐結構
Claims (15)
- 一種製造一部分獨立式二維晶體薄膜(16、16’)之方法，該方法包括：提供承載用於在一第一表面上形成該二維晶體層之一催化劑層(14)之一載體(10)；在該催化劑層上形成該二維晶體薄膜；用一保護層(18)覆蓋至少該二維晶體薄膜；在該載體之一第二表面中蝕刻一腔(24)，該第二表面與該第一表面對置，該腔終止於該催化劑層上；自該腔蝕刻該催化劑層之經曝露部分；及移除該保護層，從而獲得在該腔上方係獨立的且僅在一邊緣區中由該載體支撐之二維晶體薄膜。
- 如請求項1之方法，其中該二維晶體薄膜(16、16’)係一石墨烯、氮化硼、二硫化鎢及二硫化鉬晶體薄膜中之一者。
- 如請求項1或2之方法，其中該二維晶體薄膜具有在0.3nm至50nm之範圍內之一厚度。
- 如請求項3之方法，其中該二維晶體薄膜具有在20nm至40nm之範圍內之一厚度。
- 如請求項1或2之方法，其中該二維晶體薄膜係一單個層。
- 如請求項1至5中任一項之方法，其中該催化劑層(14)係一銅、鎳、鉑或釕層中之一者。
- 如請求項1至6中任一項之方法，其中該載體(10)係具有氧化物表面層(12)之一矽基板，且其中該保護層(18)係氮化物層，該氮化物層另外覆蓋該氧化物表面層之經曝露部分。
- 如請求項7之方法，其中在該矽基板之該第二表面中蝕刻一腔之 該步驟包括：在該第二表面上蝕刻該等氮化物及氧化物層(12、18)以曝露該矽基板(10)；蝕刻該矽基板以在該第一表面處曝露該氧化物層；及在該第一表面處蝕刻該氧化物層以曝露該催化劑層。
- 如請求項8之方法，其進一步包括在覆蓋該二維晶體薄膜(16)之該保護層(18)上方提供又一個氧化物層(20)，且其中在該第一表面處蝕刻該氧化物層(12)以曝露該催化劑層(14)之該步驟進一步包括蝕刻該又一個氧化物層以曝露該保護層。
- 一種裝置(1)，其包括：一載體(10)；一腔(24)，其穿過該載體；及一個二維晶體薄膜(16)，其具有在該腔上方之一獨立式部分(16’)，其中該二維晶體薄膜僅在一邊緣區中由該載體支撐且藉由用於形成該二維晶體薄膜之一催化劑層(14)而與該載體分離。
- 如請求項10之裝置，其中該二維晶體薄膜(16)係一石墨烯、氮化硼、二硫化鎢、二硫化鉬及金屬二硫屬化物薄膜中之一者。
- 如請求項11之裝置，其中該二維晶體薄膜(16)具有在0.3nm至50nm之範圍內之一厚度。
- 如請求項12之裝置，其中該二維晶體薄膜係一單個層。
- 如請求項10至13中任一項之裝置，其中該載體(10)係一矽基板且該催化劑層係一銅、鎳及釕層中之一者。
- 如請求項10至14中任一項之裝置，其中該二維晶體薄膜(16)係實施為一氣體障壁或一膜。
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