Графенова пластина діаметром 300 мм.
Новий спосіб вирощування високоякісних пластин графена розміром від 100 до 300 мм запропонований групою дослідників з США і Великобританії. Це важлива віха на шляху до використання графену в напівпровідниковій промисловості, оскільки 300 мм - сучасний стандарт для кремнієвих пластин. Відтепер вуглецеві матеріали можуть бути легко інтегровані з кремнієвими.
Графен обіцяє стати ключовим пристроєм в напівпровідниковій промисловості вже в недалекому майбутньому, завдяки поєднанню унікальних властивостей: дуже високої електропровідності та міцності. Перші рішення з використанням графена найімовірніше будуть поєднувати вуглецеві матеріали з КМОП-технологією на основі кремнію. Однак інтеграція графена з кремнієвими напівпровідниками виявилася набагато складнішою, ніж це представлялося спочатку, оскільки не існувало відповідного процесу виробництва графенових плівок достатньої площі, які мали б потрібні властивості.
Дослідники вже випробували кілька різних методик вирощування графенових пластин, серед яких епітаксіальне вирощування на кремнієво-вуглецевих пластинах, відновлення оксиду графену, хімічне осадження з газової фази на тонкі металеві плівки, а також облога на монокристалічні германієві поверхні. Метод осадження виглядає найбільш перспективним з точки зору сумісності з кремнієвими великими інтегральними мікросхемами, проте отримуваний таким чином графен страждає від дефектів і володіє меншою рухливістю носіїв заряду.
Групі дослідників з Університету Техасу в Остіні (США) і компанії Aixtron Ltd в Кембриджі (Великобританія) вдалося обійти обмеження і виростити графенові плівки, розмір яких становить від 100 до 300 мм. Застосований вченими метод полягає в хімічній облозі на полікристалічні мідні плівки. У отриманого таким способом графена рухливість носіїв заряду вище, ніж у застосовуваних раніше аналогічних методик, крім того, графен покриває більше 96% площі підкладки і містить малу кількість дефектів. Процес вирощування графена на полікристалічній мідній плівці займає 24 хвилини. 6,5 хвилин йде на нагрів, 2 хвилини на віджиг міді, 3 хвилини потрібно на облогу графену і 12,5 хвилин на охолодження.
За словами авторів роботи, процес вирощування графену на покритій міддю кремнієвій підкладці відмінно масштабується. Після того, як вдалося домогтися виробництва високоякісного графену в малих кількостях, виробництво великих пластин виявилося відносно нескладною справою. Система для виробництва 300-мм графенових пластин.
