世界上幾乎所有的半導(dǎo)體技術(shù)研究機(jī)構(gòu)都在嘗試制造單層石墨烯(graphene)，并將其視為優(yōu)于硅的新一代IC材料;不過現(xiàn)在 IBM的研究人員卻發(fā)現(xiàn)石墨烯材料的另一種優(yōu)勢能大幅降低采用氮化鎵(gallium nitride，GaN)制造之藍(lán)光LED

成本。

"我們在利用碳化硅晶圓片所形成的晶圓尺寸石墨烯上，長出了單晶GaN薄膜;"自稱“發(fā)明大師(Master Inventor)”的IBM T.J. Watson研究中心成員Jeehwan Kim表示："然后整片GaN薄膜被轉(zhuǎn)移到硅基板上，石墨烯則仍留在SiC晶圓片上重復(fù)使用，再繼續(xù)長出GaN薄膜、轉(zhuǎn)移薄膜的程序。"

他指出，比起采用昂貴的SiC或藍(lán)寶石晶圓片、且只能單次使用以長出 GaN 薄膜的傳統(tǒng)方式，這種新方法的成本效益要高出許多，而且他們發(fā)現(xiàn)以新方法在石墨烯上長出的薄膜質(zhì)量，高于采用其他基板長出的薄膜(缺陷密度較低)。

IBM研究人員發(fā)現(xiàn)，先在SiC晶圓片上長出石墨烯，再于其上長出GaN薄膜，隨后將該GaN薄膜轉(zhuǎn)移至硅基板上，能大幅降低目前以單次使用SiC基板方式制作之GaN之成本

要長出晶圓尺寸的單層石墨烯薄膜非常具挑戰(zhàn)性，為了利用石墨烯制造IC半導(dǎo)體組件，專家們在過去嘗試了許多不同的方法，可惜只有部分取得成功;目前發(fā)現(xiàn)采用SiC晶圓片、然后將硅汽化(boiling off)，是最可靠的方法之一。

而IBM的Kim證實(shí)，將SiC晶圓片的硅汽化之后，所留下的石墨烯薄膜能穩(wěn)妥地轉(zhuǎn)移至硅基板上;此外他們也證實(shí)，這種方式產(chǎn)出的石墨烯質(zhì)量，優(yōu)于直接在要運(yùn)用石墨烯的晶圓片上所生長的石墨烯品質(zhì)。

至 于在石墨烯上長出其他薄膜，又為該種材料開辟了一種新應(yīng)用途徑;Kim將他開發(fā)的技術(shù)稱為"在磊晶石墨烯上生長高質(zhì)量單晶GaN薄膜的直接凡德瓦磊晶法 (direct van der Waals epitaxy)"。他聲稱，以這種方式生長的GaN薄膜或是其他薄膜，可隨意移植到任何一種基板上，支持例如等組件的制造。

由 于Kim的實(shí)驗(yàn)室以上述方法制作的用GaN薄膜，是成功重復(fù)利用SiC晶圓片上的石墨烯長成，他們認(rèn)為這是可利用石墨烯大幅降低半導(dǎo)體組件制造 成本的全新方式："我們首度證實(shí)能在石墨烯上生長晶圓尺寸的單晶薄膜，而且石墨烯還能重復(fù)利用;此外我們的研發(fā)成果也為在石墨烯上生長高質(zhì)量單晶半導(dǎo)體元 件提供了一個(gè)通用準(zhǔn)則。"

將SiC晶圓片的硅汽化之后，能剝離出單層石墨烯，并將之轉(zhuǎn)移到任何一種基板上，例如結(jié)晶硅

因?yàn)樵趯⑸L于其上的薄膜剝離后，完整的石墨烯層并沒有被破壞，Kim也嘗試在該完美結(jié)晶石墨烯基板上生長其他種類的半導(dǎo)體組件，然后再將之轉(zhuǎn)移到其他地 方，例如軟性基板;他表示，這種技術(shù)有機(jī)會催生高頻晶體管、光探測器、生物傳感器以及其他"后硅時(shí)代"組件，IBM已經(jīng)為此在接下來五年投資30億美元。