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石墨烯包覆納米銅的方法與流程

1037   編輯:中冶有色網(wǎng)   來源:深圳第三代半導(dǎo)體研究院  
2023-09-20 16:35:31
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體互連材料導(dǎo)電散熱技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種石墨烯包覆納米銅的方法。 背景技術(shù): 石墨烯是一種碳原子按照蜂窩狀結(jié)構(gòu)有序排布并相互連接形成的二維碳納米材料,可以看成是單原子層的石墨,其特殊的結(jié)構(gòu)以及優(yōu)異的物理性質(zhì)使其成為研究熱點(diǎn)。理想的單層石墨烯具有高達(dá)97.7%的透光率和室溫下高達(dá)15000cm2/(v·s)的載流子遷移率,理論楊氏模量可達(dá)11000gpa,斷裂強(qiáng)度125gpa,熱導(dǎo)率達(dá)5000w/m·k,在新材料、電力、微電子等領(lǐng)域具有良好前景。 石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)性能,在材料學(xué)、微納加工等方面具有重要的應(yīng)用前景。石墨烯是已知強(qiáng)度最高的材料之一,同時(shí)還具有很好的韌性,當(dāng)施加外力于石墨烯時(shí),碳原子面會彎曲變形,使得碳原子不必重新排列來適應(yīng)外力,從而保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。這種穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu)使石墨烯具有優(yōu)秀的導(dǎo)熱性,可以在微電子的封裝互連中起到很好作用。另外,石墨烯中的電子在軌道中移動時(shí),不會因晶格缺陷或引入外來原子而發(fā)生散射,故石墨烯包覆納米銅提高了納米銅的導(dǎo)電性、散熱性和機(jī)械強(qiáng)度。 石墨烯的制備方法大致分為固相法、氣相法和液相法。固相法主要是機(jī)械剝離法,即直接將石墨烯薄片從較大的晶體上剝離下來,但這種方法所獲得的產(chǎn)物尺寸不易控制,無法可靠地制備出長度足夠的石墨烯,因此不能滿足工業(yè)化需求。液相法是獲得高質(zhì)量石墨烯的有效方法之一,但其使用了有毒、易爆的危險(xiǎn)化學(xué)品,不僅增加了廢液處理的成本,更會對石墨烯的應(yīng)用帶來負(fù)面影響。氣相法是將一種或多種氣態(tài)或等離子態(tài)中生長石墨烯的一類方法,其中化學(xué)氣相沉積法(cvd)是以能量(熱能、射頻、激光等)激化氣體反應(yīng)物使其產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),生成的石墨烯沉積在生長基體表面,形成致密、均勻、穩(wěn)定的薄膜技術(shù),這種方法可以制備出高質(zhì)量、大面積的石墨烯,該反應(yīng)可以通過控制碳源的加入量、氣體配比、生長溫度來控制生成石墨烯的層數(shù)和質(zhì)量。 現(xiàn)有采用固態(tài)碳源的技術(shù)工藝和設(shè)備復(fù)雜、處理溫度高,因?yàn)榧{米銅表面能較高導(dǎo)致其易團(tuán)聚,在固態(tài)碳源包覆納米銅時(shí),造成包覆不完全、包覆厚度不一或者反應(yīng)不徹底,固態(tài)碳源易殘留在納米銅顆粒表面,使其形成的石墨烯包覆納米銅質(zhì)量差。 技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素: 針對上述機(jī)械剝離法制備石墨烯中出現(xiàn)的尺寸和質(zhì)量的問題,本發(fā)明提供一種石墨烯包覆納米銅的方法,利用化學(xué)氣相沉積法(cvd),在低溫高壓下,以納米銅為生長基體,羥類氣
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