一种直接在Si衬底上生长六方氮化硼二维薄膜的方法

摘要

一种直接在Si衬底上生长六方氮化硼二维薄膜的方法，涉及六方氮化硼二维纳米薄膜的制备。提供可有效缩减复杂的氮化硼专业工艺，提高h-BN的质量，并直接和Si基电子器件结合，从而获得高性能的新型光电子器件的一种直接在Si衬底上生长六方氮化硼二维薄膜的方法。采用一端封闭的石英管，控制CVD气流温度条件在Cu箔上生长出二维h-BN薄膜；将生长出二维h-BN薄膜的Cu箔与Si片同时放置，调控其距离，在Si(100)表面沉积均匀且尺寸小于1μm的Cu微晶粒阵列；利用Cu微晶粒催化作用，在Si(100)上直接生长六方氮化硼二维薄膜。

主权项

一种直接在Si衬底上生长六方氮化硼二维薄膜的方法，其特征在于包括以下步骤：1)采用一端封闭的石英管，控制CVD气流温度条件在Cu箔上生长出二维六方氮化硼薄膜；所述采用一端封闭的石英管，控制CVD气流温度条件在Cu箔上生长出二维六方氮化硼薄膜的具体方法为：将Cu箔放在一端封闭的石英玻璃管内生长出单层六方氮化硼薄膜，设定第一区Borazane气体的温度60～800℃，设定三区衬底的生长温度为950～1050℃，在以上温度范围内做尝试不同的温度搭配，可以生长出花状BN，不断优化温度参数，获得均匀且结构清晰的三角形的二维六方氮化硼薄膜；2)将生长出二维六方氮化硼薄膜的Cu箔与Si片同时放置，调控其距离，在Si(100)表面沉积均匀且尺寸小于1μm的Cu微晶粒阵列；所述将生长出二维六方氮化硼薄膜的Cu箔与Si片同时放置，调控其距离，在Si(100)表面沉积均匀且尺寸小于1μm的Cu微晶粒阵列的方法是在950～1050℃下，将Cu箔与Si(100)衬底前后放置；设定第一区Borazane气体的温度60～80℃，在CVD真空管中通氢气清洗衬底；当达到设定温度时，通入H₂和Ar气的混合物作为载气，将一区Borazane气体送入三区，获得沉积有均匀尺寸和密度Cu微晶粒阵列的Si(100)衬底；3)利用Cu微晶粒催化作用，在Si(100)上直接生长六方氮化硼二维薄膜。