石墨烯衬底｜其他材料

Name: 石墨烯衬底
Brand: 晶基半导体

产品介绍

石墨烯衬底是指在目标衬底上预先转移好石墨烯薄膜的即用型材料。石墨烯先以 CVD 方法在铜箔上生长，再通过湿法或干法转移至 SiO₂/Si、蓝宝石、石英、PET、PEN 等衬底（铜箔为生长态直接交付）。可选单层（覆盖率 > 95%）、双层、少层（3–5 层）与还原氧化石墨烯（rGO），晶圆尺寸最大到 4″（100mm）与 6″（150mm）。

CVD 单层石墨烯的典型电学与光学指标为：方阻 200–600 Ω/sq、550nm 处透过率 > 97%、FET 迁移率约 1,000–5,000 cm²/V·s（SiO₂/Si 上）。相较 ITO 导电玻璃与银纳米线，石墨烯在柔性、化学稳定性与面内导热上更具优势，但方阻偏高，选型时需权衡，可参考材料特性指南。

核心特性

单层覆盖率 > 95%（Raman 面扫描验证）；
方阻 200–600 Ω/sq，550nm 透过率 > 97%；
衬底可选 SiO₂/Si、蓝宝石、石英、PET、PEN、铜箔；
转移后表面粗糙度 RMS < 0.3nm，残留 PMMA 受控；
尺寸最大 6″，支持单层 / 双层 / 少层 / rGO 多种层数。

即用型石墨烯衬底：CVD 生长后转移至目标基片

应用场景

柔性显示与可穿戴

高透过率与均匀覆盖，适合可弯折透明电极与柔性电子器件。

生物传感

可控层数带来可调的界面响应，适合高灵敏生化传感器平台。

高频 / 射频器件

可调方阻与高迁移率支持射频原型器件开发，详见射频与功率器件。

储能与电池

石墨烯 / rGO 作为导电、表面活性层，用于电极与中间层。

二维异质结构研究

层数与衬底可自由组合，用于可控堆叠与界面研究。

气体与化学传感

多层石墨烯与 rGO 依托吸附效应实现气体与化学检测。

能力介绍

CVD 生长：铜箔上生长单层 / 双层 / 少层石墨烯，含退火与受控降温；
湿法转移：PMMA 支撑层 + 铜刻蚀，适合成熟工艺流程；
干法转移：热释放胶带 / PDMS 路线，适合精细器件堆叠；
表征：Raman（I₂D/I_G > 2）、AFM、SEM、Hall、XPS 与光学透过；
薄膜沉积：金属电极与介质层配套，便于器件集成；
检测与认证：方阻、透过率与覆盖率随批出报告。

石墨烯转移后可继续叠加金属或介质膜，形成器件结构

生长 · 转移 · 表征与后道配套

从铜箔生长、转移到表征与器件后道可按项目组合，方案与含税报价由工程师对接，详见定制加工总览。

参数规格

基础规格

参数	规格 / 可定制范围
石墨烯类型	单层（覆盖 > 95%）、双层、少层（3–5 层）、还原氧化石墨烯（rGO）
衬底选项	SiO₂/Si（90/285/300nm 氧化层）、蓝宝石、石英、PET、PEN、铜箔（生长态）
晶圆尺寸	最大 4″（100mm）、6″（150mm），可定制
生长与转移	CVD 生长于铜箔，湿法或干法转移至目标衬底
覆盖率	> 95%（单层，Raman 面扫描）
方阻	200–600 Ω/sq（单层，转移后）
光学透过率	> 97%（550nm，单层）
Raman 指标	单层 I₂D/I_G > 2；D/G < 0.5；2D 峰 FWHM 25–35 cm⁻¹
FET 迁移率	1,000–5,000 cm²/V·s（SiO₂/Si 上）
晶粒尺寸	10–50μm（常规 CVD），优化可达 1mm
表面粗糙度	转移后 RMS < 0.3nm
封装	真空密封 + 干燥剂，Class 100 环境

与 ITO、银纳米线透明导电材料对比

参数	石墨烯（CVD 单层）	ITO	银纳米线
方阻	200–600 Ω/sq	10–50 Ω/sq	10–100 Ω/sq
透过率（550nm）	> 97%	85–92%	85–92%
柔性	优（弯曲半径 < 1mm）	差（脆性，约 2% 应变开裂）	良（弯曲半径约 3mm）
化学稳定性	优（惰性，耐酸碱）	中（对酸敏感）	差（易氧化 / 硫化）
面内热导率	约 5,000 W/m·K	约 10 W/m·K	约 30 W/m·K
工艺温度	CVD 约 1,000°C，转移在室温	溅射 200–400°C	溶液涂布，退火 120–200°C

设备与工艺装备

设备类别	典型配置	用途
CVD 生长炉	高温管式炉，铜箔载具	在铜箔上生长单层 / 双层 / 少层石墨烯
退火设备	高温退火炉	稳定催化表面并改善石墨烯质量
转移工位	旋涂机、刻蚀槽、热释放贴膜机	湿法 / 干法将石墨烯转移至目标衬底
Raman 光谱仪	面扫描配置	层数与覆盖率（I₂D/I_G）验证
AFM / SEM	扫描成像	粗糙度、连续性、晶粒与转移质量
电学测试	四探针、Hall、FET 测试台	方阻与载流子迁移率测量
光学测量	分光光度计	550nm 透过率测试
封装设备	真空封装 + 干燥剂	Class 100 环境密封出货

若追求低方阻的刚性导电层，ITO 更合适；若需要柔性、高透过与稳定性，石墨烯更具优势，但方阻偏高，选型时需结合器件电流要求取舍。

实际案例

柔性电子

PET 上单层石墨烯透明电极

某课题组开发柔性透明电极，需要在 PET 上转移高质量单层石墨烯，并控制转移残留。

结果：交付 4″ PET 基石墨烯片，覆盖率 > 95%、透过率 > 97%，随片附 Raman 与方阻数据。

器件开发

SiO₂/Si 上石墨烯 FET 验证

某团队验证石墨烯场效应器件，需要指定氧化层厚度并关注迁移率表现。

结果：按 285nm 氧化层交付，随片提供 Hall / FET 迁移率数据与表面粗糙度报告。

科研小批量

蓝宝石基石墨烯小批量供应

某高校研究中红外与二维材料界面，需要蓝宝石衬底石墨烯片并尽快到货。

结果：常备工艺路线优先排产，随片提供 Raman 与 AFM 数据。

常见问题

单层和多层石墨烯怎么选？

单层石墨烯透过率最高（> 97%）、性能指标最清晰，适合透明电极与高频器件；双层与少层（3–5 层）方阻通常更低，适合对导电性要求更高的场合；rGO 成本更低，适合储能、传感与大面积涂布类应用。若不确定，可先说明器件用途由工程师推荐。

湿法转移和干法转移有什么差别？

湿法转移采用 PMMA 支撑层并刻蚀铜箔，工艺成熟、适合多数衬底；干法转移用热释放胶带 / PDMS，无需湿法刻蚀，更适合精细器件堆叠与怕水气的衬底。两者目标都是获得均匀的石墨烯覆盖，可按工艺窗口选择。

如何验证石墨烯是单层且覆盖均匀？

主要依据 Raman 面扫描：单层满足 I₂D/I_G > 2、2D 峰 FWHM 25–35 cm⁻¹、D/G < 0.5，覆盖率目标 > 95%。此外用 AFM 与 SEM 检查表面与连续性，用四探针 / Hall 测方阻与迁移率。

石墨烯能替代 ITO 吗？

在柔性、高透过与化学稳定性要求下，石墨烯优于 ITO；但 ITO 方阻显著更低（10–50 Ω/sq），刚性低阻场景仍是 ITO 更合适。是否替代取决于器件对透过率、方阻与柔性的综合取舍。

支持多大尺寸，供货周期如何？

标准尺寸最大 4″（100mm）与 6″（150mm），可按需定制。常备工艺路线优先排产，具体交期与是否现货以工程师确认为准。

石墨烯能转移到哪些衬底上？

常见衬底包括 SiO₂/Si（90/285/300nm 氧化层）、蓝宝石、石英、PET、PEN，也可交付铜箔生长态。衬底选择需结合后续器件工艺与温度预算，拿不准时可说明用途由工程师推荐。

石墨烯的方阻和透过率是多少？

CVD 单层石墨烯转移后方阻典型 200–600 Ω/sq、550nm 透过率 > 97%，转移后表面粗糙度 RMS < 0.3nm；双层与少层方阻通常更低。实际指标以订单规格与随片检测数据为准。

随片提供哪些检测数据？

可随片提供 Raman 覆盖率与层数（I₂D/I_G）、AFM 粗糙度、SEM 观察、四探针方阻、Hall / FET 迁移率、XPS 成分与 550nm 光学透过率数据，具体项目随订单确认。

石墨烯的晶粒尺寸能做到多大？

常规 CVD 石墨烯晶粒约 10–50μm，经优化工艺可达约 1mm。晶粒大小影响晶界密度与电学表现，如需大晶粒请在询价时注明用途与目标晶粒尺寸。

石墨烯主要用在哪些方向？

可用于柔性显示与可穿戴透明电极、生物与气体传感、高频 / 射频器件原型、储能与电池，以及二维异质结研究；不同方向对层数、衬底与方阻要求不同，可按需选型。

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