石墨烯外延薄膜/缓冲层

基于CVD(化学气相沉积)方法,在绝缘衬底(如蓝宝石、Si/SiO₂)上直接生长高质量石墨烯,完全省去传统转移工艺。该石墨烯可作为准范德华外延缓冲层,用于氮化物等外延层的应力调控与高质量生长;同时也可直接作为无转移石墨烯硅基晶圆,用于电子器件制造。核心突破在于实现了石墨烯与衬底的直接牢固结合,且无金属/高分子残留,工艺简洁、可控性强。


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应用

• LED及光电器件:作为蓝宝石衬底上的外延缓冲层,用于高质量氮化物(GaN等)生长,提升发光效率与寿命。
• 高频/功率电子器件:在Si/SiO₂衬底上直接制备石墨烯,用于高性能晶体管、传感器等,尤其适合需要高迁移率与低噪声的射频器件。
• 智能传感器:基于无转移石墨烯的电解液栅控传感器,可实现稳定、可重复的pH及生物分子动态检测,适合医疗、环境监测。
• 可剥离外延薄膜:用于需要将外延层转移至其他异质衬底的场景(如柔性基板),实现晶圆级无损转移,拓宽器件设计自由度。
• 散热与热管理涂层:作为导热界面层,辅助功率器件散热。

特点

• 无转移残留:彻底杜绝传统转移引入的金属离子、高分子杂质,保证材料本征性能。
• 界面结合力强:石墨烯与衬底直接生长,附着力远优于转移薄膜,提升器件稳定性与耐用性。
• 应力与位错调控:作为外延缓冲层,可显著缓解外延层因晶格及热失配产生的应力,降低位错密度。
• 降低迁移势垒,加速外延生长:提供更低的成核与迁移势垒,利于高质量氮化物等外延层的快速制备。
• 晶圆级均匀性:可实现4英寸及以上晶圆级别的高度一致电学性能,迁移率可达10,000 cm²/(V·s)以上,狄拉克点电压波动极小。
• 无损剥离能力(针对外延层):利用石墨烯弱界面特性,可轻松实现外延层的晶圆级机械剥离,便于转移或衬底回收。
• 散热改善:石墨烯的高热导率有助于外延器件散热,提升工作可靠性。


  • 石墨烯外延缓冲层

    尺    寸

    1x1 cm2、 2x2 cm2、2 inch、4 inch、定制

    衬    底

    蓝宝石、Si/SiO2、定制

    层    数

    3~5、5~7、7~10、定制

    透过率

    70%~86%、定制

    面电阻

    600~3000 Ω/sq、定制

    覆盖率

    >95 %