CMOS-compatible catalytic growth of graphene on a silicon dioxide substrate

Applied Physics Letters

Volumn 109, Issue 5, 2016, Pages

  Lee, Jae Hyun ^a,b   Kim, Min Sung ^a,c   Lim, Jae Young ^a,c   Jung, Su Ho ^a,c   Kang, Seog Gyun ^a,c   Shin, Hyeon Jin ^c   Choi, Jae Young ^a   Hwang, Sung Woo ^c   Whang, Dongmok ^a,c  

^a Sungkyunkwan University   (South Korea)

^b UNIVERSITY OF MANCHESTER   (United Kingdom)

^c Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT)   (South Korea)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARBON; CARRIER CONCENTRATION; CMOS INTEGRATED CIRCUITS; FIELD EFFECT TRANSISTORS; GRAPHENE; METALS; MOS DEVICES; OXIDE SEMICONDUCTORS; SEMICONDUCTOR GROWTH; SILICON OXIDES;

CATALYTIC GROWTH; COMPLEMENTARY METAL-OXIDE-SEMICONDUCTOR COMPATIBLE; CRYSTALLINITIES; GRAPHENE FIELD-EFFECT TRANSISTORS; INSULATING SURFACES; METAL CONTAMINATION; REACTION CONDITIONS; SILICONDIOXIDE SUBSTRATES;

GRAPHENE TRANSISTORS;

EID: 84980383598     PISSN: 00036951     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.4960293     Document Type: Article

References (38)

1. X. Li, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Science 324, 1312 (2009). 10.1126/science.1171245
2. S. Bae, H. Kim, Y. Lee, X. Xu, J. S. Park, Y. Zheng, J. Balakrishnan, T. Lei, H. R. Kim, Y. I. Song, Y. J. Kim, K. S. Kim, B. Ozyilmaz, J. H. Ahn, B. H. Hong, and S. Iijima, Nat. Nanotechnol. 5, 574 (2010). 10.1038/nnano.2010.132
3. H. Yang, J. Heo, S. Park, H. J. Song, D. H. Seo, K. E. Byun, P. Kim, I. Yoo, H. J. Chung, and K. Kim, Science 336, 1140 (2012). 10.1126/science.1220527
4. K. Kim, J. Y. Choi, T. Kim, S. H. Cho, and H. J. Chung, Nature 479, 338 (2011). 10.1038/nature10680
5. D. V. Lang, H. G. Grimmeiss, E. Meijer, and M. Jaros, Phys. Rev. B 22, 3917 (1980). 10.1103/PhysRevB.22.3917
6. X. Li, Y. Zhu, W. Cai, M. Borysiak, B. Han, D. Chen, R. D. Piner, L. Colomba, and R. S. Ruoff, Nano Lett. 9, 4359 (2009). 10.1021/nl902623y
7. G. Lupina, J. Kitzmann, I. Costina, M. Lukosius, C. Wenger, A. Wolff, S. Vaziri, M. Ostling, I. Pasternak, A. Krajewska, W. Strupinski, S. Kataria, A. Gahoi, M. C. Lemme, G. Ruhl, G. Zoth, O. Luxenhofer, and W. Mehr, ACS Nano 9, 4776 (2015). 10.1021/acsnano.5b01261
8. B. Vermeire, L. Lee, and H. G. Parks, IEEE Trans. Semicond. Manuf. 11, 232 (1998). 10.1109/66.670169
9. J. Hwang, M. Kim, D. Campbell, H. A. Alsalman, J. Y. Kwak, S. Shivaraman, A. R. Woll, A. K. Singh, R. G. Hennig, S. Gorantla, M. H. Rümmeli, and M. G. Spencer, ACS Nano 7, 385 (2013). 10.1021/nn305486x
10. M. A. Fanton, J. A. Robinson, C. Puls, Y. Liu, M. J. Hollander, B. E. Weiland, M. LaBella, K. Trumbull, R. Kasarda, C. Howsare, J. Stitt, and D. W. Snyder, ACS Nano 5, 8062 (2011). 10.1021/nn202643t
11. S. Tang, H. Wang, H. S. Wang, Q. Sun, X. Zhang, C. Cong, H. Xie, X. Liu, X. Zhou, F. Huang, X. Chen, T. Yu, F. Ding, X. Xi, and M. Jiang, Nat. Commun. 6, 6499 (2015). 10.1038/ncomms7499
12. B. S. Kim, J. W. Lee, Y. Jang, S. H. Choi, S. N. Cha, J. I. Sohn, J. M. Kim, W. J. Joo, S. W. Hwang, and D. Whang, Acta Mater. 96, 18 (2015). 10.1016/j.actamat.2015.06.002
13. J. Sun, N. Lindvall, M. T. Cole, T. Wang, T. J. Booth, P. Bggild, K. B. K. Teo, J. Liu, and A. Yurgens, J. Appl. Phys. 111, 044103 (2012). 10.1063/1.3686135
14. B. S. Kim, C. Xu, J. M. Lee, J. H. Lee, K. Son, S. W. Hwang, J. J. Park, and D. Whang, Appl. Phys. Lett. 103, 013101 (2013). 10.1063/1.4811781
15. Y. S. Kim, K. Joo, S.-K. Jerng, J. H. Lee, E. Yoon, and S.-H. Chun, Nanoscale 6, 10100 (2014). 10.1039/C4NR02001D
16. J. Sun, Y. Chen, X. Cai, B. Ma, Z. Chen, M. Prydarshi, K. Chen, T. Gao, X. Song, Q. Ji, X. Guo, D. Zou, Y. Zhang, and Z. Liu, Nano Res. 8, 3496 (2015). 10.1007/s12274-015-0849-0
17. H. Kim, I. Song, C. Park, M. Son, M. Hong, Y. Kim, J. S. Kim, H. J. Shin, J. Baik, and H. C. Choi, ACS Nano 7, 6575 (2013). 10.1021/nn402847w
18. P. Y. Teng, C. C. Lu, K. Akiyama-Hasegawa, Y. C. Lin, C. H. Yeh, K. Suenaga, and P. W. Chiu, Nano Lett. 12, 1379 (2012). 10.1021/nl204024k
19. C. A. Howsare, X. Weng, V. Bojan, D. Snyder, and J. A. Robinson, Nanotechnology 23, 135601 (2012). 10.1088/0957-4484/23/13/135601
20. K. Hozawa and J. Yugami, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 43, 1 (2004). 10.1143/JJAP.43.1
21. J. D. McBrayer, R. M. Swanson, and T. W. Sigmon, J. Elecrochem. Soc. 133, 1242 (1986). 10.1149/1.2108827
22. See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4960293 E-APPLAB-109-060631 for detail description of experiment procedure and additional data.
23. A. Moisala, A. G. Nasibulin, D. P. Brown, H. Jiang, L. Khriachtchev, and E. I. Kauppinen, Chem. Eng. Sci. 61, 4393 (2006). 10.1016/j.ces.2006.02.020
24. V. N. Smirnov, Kinet. Catal. 48, 615 (2007). 10.1134/S0023158407050023
25. D. Takagi, H. Hibino, S. Suzuki, Y. Kobayashi, and Y. Homma, Nano Lett. 7, 2272 (2007). 10.1021/nl0708011
26. J. H. Lee, E. K. Lee, W. J. Joo, Y. Jang, B. S. Kim, J. Y. Lim, S. H. Choi, S. J. Ahn, J. R. Ahn, M. H. Park, C. W. Yang, B. L. Choi, S. W. Hwang, and D. Whang, Science 344, 286 (2014). 10.1126/science.1252268
27. J. L. Bills and F. A. Cotton, J. Phys. Chem. 68, 806 (1964). 10.1021/j100786a017
28. P. Nemes-Incze, Z. Osváth, K. Kamarás, and L. P. Biró, Carbon 46, 1435 (2008). 10.1016/j.carbon.2008.06.022
29. R. R. Nair, P. Blake, A. N. Grigorenko, K. S. Novoselov, T. J. Booth, T. Stauber, N. M. R. Peres, and A. K. Geim, Science 320, 1308 (2008). 10.1126/science.1156965
30. L. Cancado, K. Takai, T. Enoki, M. Endo, Y. A. Kim, H. Mizusaki, A. Jorio, L. N. Coelho, R. Magalhaes-Paniago, and M. A. Pimenta, Appl. Phys. Lett. 88, 163106 (2006). 10.1063/1.2196057
31. A. C. Ferrari and J. Robertson, Phys. Rev. B 61, 14095 (2000). 10.1103/PhysRevB.61.14095
32. P. Mérel, M. Tabbal, M. Chaker, S. Moisa, and J. Margot, Appl. Surf. Sci. 136, 105 (1998). 10.1016/S0169-4332(98)00319-5
33. K. Yu, Z. Bo, G. Lu, S. Mao, S. Cui, Y. Zhu, X. Chen, R. S. Ruoff, and J. Chen, Nanoscale Res. Lett. 6, 202 (2011). 10.1186/1556-276X-6-202
34. R. Liu, Y. Chi, L. Fang, Z. Tang, and X. Yi, J. Nanosci. Nanotechnol. 14, 1647 (2014). 10.1166/jnn.2014.8905
35. K. Kim, D. Woo, J. H. Park, S. G. Doo, and T. Kim, J. Korean Phys. Soc. 54, 1021 (2009). 10.3938/jkps.54.1021
36. J. Vilcarromero and F. C. Marques, Appl. Phys. A 70, 581 (2000). 10.1007/s003390051083
37. Q. Yu, L. A. Jauregui, W. Wu, R. Colby, J. Tian, Z. Su, H. Cao, Z. Liu, D. Pandey, D. Wei, T. F. Chung, P. Peng, N. P. Guistinger, E. A. Stach, J. Bao, S.-S. Pei, and Y. P. Chen, Nat. Mater. 10, 443 (2011). 10.1038/nmat3010
38. A. Pirkle, J. Chan, A. Venugopal, D. Hinojos, C. W. Magnuson, S. McDonnell, L. Colombo, E. M. Vogel, R. S. Ruoff, and R. M. Wallace, Appl. Phys. Lett. 99, 122108 (2011). 10.1063/1.3643444