关于半导体行业要求的石墨烯晶片级转移技术评估
摘要：石墨烯作为未来电子应用的有希望的候选材料。制造基于石墨烯的电子器件通常需要将石墨烯从生长基底转移到另一个所需基底上。这关键步骤对于器件集成必须适用于晶圆级别，并满足半导体制造线的严格要求。在这项研究中，评估了湿法和半干法转移（即晶圆键合）在晶圆的可扩展性、操作性、自动化潜力、产量、污染和电气性能方面的情况。开发了一种晶圆级工具，将石墨烯从150毫米铜箔转移到200毫米硅晶圆上，无需粘附中间聚合物。湿法转移的石墨烯覆盖率在97.9％至99.2％之间，半干法转移的覆盖率在17.2％至90.8％之间，平均铜污染量分别为4.7x10$^{13}$（湿法）和8.2x10$^{12}$个原子/厘米$^2$（半干法）。从太赫兹时域光谱中提取的相应电性片电阻在湿法转移中变化在450至550 ${Omega}/\square$之间，在半干法转移中变化在1000至1650 ${Omega}/\square$之间。尽管湿法转移在产量、碳污染水平和电气质量方面优于半干法转移，但晶圆键合可以提供较低的铜污染水平并具有可伸缩性，由于现有的工业工具和流程。我们的结论可推广到所有二维材料。
作者：Sebastian Wittmann, Stephan Pindl, Simon Sawallich, Michael Nagel, Alexander Michalski, Himadri Pandey, Ardeshir Esteki, Satender Kataria, Max C. Lemme
论文ID：2209.15070
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2023-02-07