石墨烯材料具有良好的电学性能,在国防和国民经济中具有广阔的应用前景。但在工业中展现石墨烯的优良电学性能并非易事,现有研究成果表明,只有依附适当的衬底,才能够大面积集成石墨烯的纳米电子特性,获得高品质大尺寸的石墨烯薄片。目前为止,在微电子领域中公认SiC基石墨烯是实现大规模集成电路的理想途径。因此,大面积全晶圆的SiC基石墨烯制备变成亟待解决的问题。本研究拟在晶圆级SiC衬底上外延生长石墨烯,围绕SiC外延石墨烯的制备及表征工作开展理论研究和实验工作。通过对石墨烯外延工艺中氢刻蚀以及外延生长的优化,考虑成本的前提下,制备出高质量的石墨烯材料。为了满足外延生长所需条件,还对设备的控制系统进行了研究,具体研究内容如下:（1）针对外延石墨烯对于气压、气体流量、温度的高精度要求,对外延制备系统进行了整体构建,并对外延工作系统、气源供给与气路输运系统、尾气处理及安全系统三部分控制方案进行了研究与改进。改进后的控制系统实现了对气体流量、压力和温度的精确控制,保证外延材料在样品台面获得的均匀稳定的气流、压强和温度,对生长过程中产生的不同种尾气采用不同的方案进行有效的处理,并针对每个危险气体都装有报警器,以及防爆排风扇,保证实验过程的安全。为后续的研究进行打下基础。（2）实验研究氢气刻蚀技术,为后续的外延生长提供良好的衬底条件。对实验数据分析得出温度和刻蚀时间对刻蚀表面有不同的影响:温度的改变对刻蚀速率有很大的影响,刻蚀速度加快可以去除台阶中较深的井坑缺陷;刻蚀时间与台阶宽度成正相关,可以通过控制刻蚀时间来控制台阶的宽度。最终在1600℃、100mbar下刻蚀30sec后获得了台阶基本达到整齐均一,且台阶高度在2纳米,宽度2微米左右的刻蚀表面。（3）针对物理升华法对温度、真空度要求高,生长时间长等问题,提出了一种新的思路,采用HCl抽取Si C中的Si原子并加微量的C₃H₈以辅助石墨烯薄膜重构。我们对这一新方法的生长参量（压强,温度,HCl/丙烷气体流量,持续时间）进行了实验探索。通过原子力显微镜测试发现其表面呈规则的台阶状形貌,通过拉曼测试表征发现,发现部分区域存在碳膜,这也为碳化硅外延生长石墨烯的另一种可行方案提供了实验论证。（4）针对现有的高温、超高真空制备技术制备外延石墨烯的厚度不均匀,生长不好控制等问题,提出了一种更有优势的制备方案,在低真空下进行外延石墨烯生长,并采用Ar作为填充气体。通过光学显微镜,原子力显微镜,以及拉曼测试技术对材料的表征后发现,通过降低外延生长的真空度,在三英寸衬底的碳面上生长出了准自由、高质量、大面积的单层石墨烯。