Новый способ выращивания высококачественных пластин графена размером от 100 до 300 мм предложен группой исследователей из США и Великобритании. Это важная веха на пути к использованию графена в полупроводниковой промышленности, поскольку 300 мм — современный стандарт для кремниевых пластин. Отныне углеродные материалы могут быть легко интегрированы с кремниевыми.
Графен обещает стать ключевым устройством в полупроводниковой промышленности уже в скором будущем, благодаря сочетанию уникальных свойств: очень высокой электропроводности и прочности. Первые решения с использованием графена вероятнее всего будут сочетать углеродные материалы с КМОП-технологией на основе кремния. Однако интеграция графена с кремниевыми полупроводниками оказалась намного сложнее, чем это представлялось изначально, поскольку не существовало подходящего процесса производства графеновых плёнок достаточной площади, которые обладали бы нужными свойствами.
Исследователи уже испробовали несколько различных методик выращивания графеновых пластин, среди которых [TBS_POPOVER placement=»top» title=»Эпитаксия» content=»Ориентированный рост одного кристаллического материала на подложке из другого.» style=»border: 1px solid #ddd; padding: 3px;»]эпитаксиальное[/TBS_POPOVER] выращивание на кремниево-углеродных пластинах, восстановление оксида графена, химическое осаждение из газовой фазы на тонкие металлические плёнки, а также осаждение на монокристаллические германиевые поверхности. Метод осаждения выглядит наиболее перспективным с точки зрения совместимости с кремниевыми большими интегральными микросхемами, однако получаемый таким образом графен страдает от дефектов и обладает меньшей подвижностью носителей заряда.
Группе исследователей из Университета Техаса в Остине (США) и компании Aixtron Ltd в Кембридже (Великобритания) удалось обойти ограничения и вырастить графеновые плёнки, размер которых составляет от 100 до 300 мм. Применённый учёными метод заключается в химическом осаждении на поликристаллические медные плёнки. У полученного таким способом графена подвижность носителей заряда выше, чем у применявшихся ранее аналогичных методик, кроме того, графен покрывает более 96% площади подложки и содержит малое число дефектов.
По словам авторов работы, процесс выращивания графена на покрытой медью кремниевой подложке отлично масштабируется. После того, как удалось добиться производства высококачественного графена в малых количествах, производство крупных пластин оказалось относительно несложным делом.
