石墨烯基器件因其超高的电子迁移率和热导率等诸多优异性质,逐渐成为当今微电子 领域的一颗新星,在电子、信息、能源、材料等领域有着广泛的应用前景。而石墨烯材料 是制作石墨烯基器件的基础。高温外延SiC法制备石墨烯,以其生长的石墨烯质量高,与 Si基半导体工艺相兼容(不需要转移)等优点,受到了关泛关注和研究。本文分别以lOmm ×10mm和2英寸的4H-SiC晶片为基底,通过该法制备了石墨烯,并利用原子力显微镜、 拉曼光谱仪等仪器对制备的样品进行了表征。 　　热场是石墨烯生长过程中的关键因素,通过计算机模拟,研究了石墨坩埚内部热场的 分布。结果表明：当SiC样品与密制石墨间的空隙为3mm时,石墨坩埚内部纵向温度分 布梯度均衡,横向温度分布基本一致；在射频电源加热频率为4KHz时,温度纵向分布梯 度小,比较适合石墨烯的生长。 　　分别采用Raman、XPS和AFM三种表征手段对10mm×lOmm的SiC晶片上制备的石 墨烯样品进行了层数的计算,并分析得到了层数不一致的原因。 　　通过对2英寸SiC晶片Si面上制备的石墨烯样品表面褶皱分析,得出：褶皱是高温 生成石墨烯后,因石墨烯和碳化硅不同的热膨胀系数,冷却过程中为了释放压应力而形成 的凸起；褶皱更容易沿着石墨烯层高度对称的晶向形成；褶皱的平均高度随温度升高而线 性增加。 　　对比了2英寸SiC晶片两个极性面制备的石墨烯样品,得出在相同工艺条件下,Si 面上SiC台阶比较规则、方向一致性较好；C面上SiC台阶的边缘呈层次性很差的锯齿形 结构；在C面上生长的石墨烯层数要多于在Si面上生长的石墨烯层数；SiC衬底和石墨烯 热膨胀系数的不同导致Si面上石墨烯的G峰和2D峰的蓝移量要比C面上的蓝移量要大； Si面生长的样品拉曼mapping谱结果表明在整个2英寸4H-SiC表面都生长出了均匀性、 层数一致性很好的石墨烯。