近日，北京石墨烯研究院有限公司（BGI）與清華大學(xué)某課題組簽署長期戰(zhàn)略合作協(xié)議。根據(jù)協(xié)議內(nèi)容，BGI將為該課題組提供高品質(zhì)的單晶石墨烯晶圓和定制化石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移服務(wù)，該產(chǎn)品后續(xù)可用于傳感器以及芯片等高端元器件制造領(lǐng)域。

基于清華大學(xué)有關(guān)石墨烯薄膜的訴求，BGI曾為清華大學(xué)提出三種解決方案：多晶石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移、單晶石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移、單晶晶圓石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移，并以這三種方案開始試樣測試。經(jīng)測試，通過單晶石墨烯晶圓無損轉(zhuǎn)移獲取的高品質(zhì)石墨烯薄膜可以滿足使用標(biāo)準(zhǔn)，并得到客戶的高度認(rèn)可。

單晶石墨烯晶圓

在平整的Cu(111)晶圓襯底上外延生長超平整石墨烯單晶晶圓薄膜，是面向電子器件應(yīng)用領(lǐng)域制備高品質(zhì)石墨烯薄膜的制備方法。單晶石墨烯晶圓利用界面結(jié)合力與熱應(yīng)力工程，消除了石墨烯的褶皺與臺階束，使其粗糙度降到1nm以下，但目前從晶圓上生長出的石墨烯薄膜，需要將其轉(zhuǎn)移至二氧化鉿（HfO2）、二氧化硅（SiO2）、氧化鋁（Al2O3）、二氧化鋯（ZrO2）等目標(biāo)襯底上，傳統(tǒng)石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移工藝容易帶來結(jié)構(gòu)破損和污染問題，影響轉(zhuǎn)移后石墨烯薄膜的電學(xué)性能等。

硅片基石墨烯光鏡圖

為此，BGI持續(xù)不斷為客戶提供高品質(zhì)的石墨烯材料及石墨烯轉(zhuǎn)移服務(wù)。BGI的創(chuàng)新轉(zhuǎn)移方法實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量石墨烯單晶晶圓(4、6英寸)向剛性襯底上的無損轉(zhuǎn)移。這種創(chuàng)新的“干法”轉(zhuǎn)移方法，能夠有效確保抑制水、氧摻雜。轉(zhuǎn)移后的石墨烯薄膜，具有良好的完整性(完整度大于99%)和均勻性，同時石墨烯與轉(zhuǎn)移媒介直接分離，石墨烯表面聚合物殘留顯著降低。

BGI石墨烯轉(zhuǎn)移介質(zhì)方法，通過在石墨烯與銅晶圓間形成均勻的氧化層，耦合并減弱石墨烯與生長襯底的相互作用，以及通過加熱使不同類型的高分子聚合物混合的方法，減弱石墨烯的界面應(yīng)力，防止有機(jī)溶劑溶解轉(zhuǎn)移介質(zhì)時石墨烯與目標(biāo)襯底間插層，從而避免轉(zhuǎn)移過程中石墨烯的結(jié)構(gòu)破損。該方法避免了轉(zhuǎn)移過程中因石墨烯晶圓受力不均勻而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)破損問題，而且整個轉(zhuǎn)移流程不使用強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)酸以及強(qiáng)堿，單片晶圓的轉(zhuǎn)移可在15min內(nèi)完成，大幅提升了轉(zhuǎn)移效率。

目前，基于BGI自主研發(fā)的單晶石墨烯晶圓以及石墨烯轉(zhuǎn)移類服務(wù)，已與清華大學(xué)、北京大學(xué)、蘇州納米所等高校和科研院所建立合作。未來，BGI將持續(xù)投身石墨烯材料高端技術(shù)研究，積極拓展產(chǎn)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，以科技創(chuàng)新引領(lǐng)行業(yè)前進(jìn)，助力石墨烯成為引領(lǐng)未來的關(guān)鍵材料，以及通過不懈努力與合作共贏，將實(shí)現(xiàn)石墨烯在多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，共同開創(chuàng)石墨烯科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新篇章。