基于硅衬底和蓝宝石基片的新型二维氮化硼材料及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种基于硅衬底和蓝宝石基片的新型二维氮化硼材料，其的特征在于：二维氮化硼材料是p1空间群中由五元和六元环交替连接构成的孔状结构；所述材料晶格参数为a，b，c；其中a的取值范围在0.48-0.05nm～0.48 0.05nm，b的取值范围在0.65-0.05nm～0.65 0.05nm，c的取值范围在1.10-0.05nm～1.10 0.05nm。2.一种基于硅衬底和蓝宝石基片的新型二维氮化硼材料的制备方法，具体步骤如下：(1)选择si作为衬底、蓝宝石为基片，并对其分别进行预处理；(2)将预处理后的si衬底与蓝宝石基片交替叠加，形成层状结构的限制生长区域；(3)将限制生长区域置于化学气相沉积cvd设备空腔中，并向空腔内通入氮气n2作为保护气；(4)将cvd设备空腔的温度升温至1000-1100℃，恒温保持5-10min，然后通入10-15min的氨气nh3；(5)向cvd设备空腔内通入三氯化硼bcl3气体，通入三氯化硼气体的同时继续通入氨气，保持生长温度1000-1100℃进行二维氮化硼恒温生长，生长时间为20-30min；(6)将cvd设备空腔的温度降至800-900℃后结束加热，然后等待cvd设备空腔温度降至50-60℃时，将样品取出，得到以si为衬底在限制生长区域内的二维氮化硼薄膜。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(1)中所述预处理具体是对si衬底采用化学清洗、对蓝宝石基片使用去离子水超声清洗，然后烘干，得到干燥洁净的预处理后si衬底和蓝宝石基片。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述对si衬底采用化学清洗，是首先使用超纯水进行冲洗，再使用配比为h2o:h2o2:nh4oh＝5:2:1的碱性溶液对si衬底表面有机物进行清洗，接着使用配比为h2o:h2o2:hcl＝7:2:1的酸性溶液对si衬底表面的金属粒子进行清洗，清洗之后使用干燥惰性气体吹净，得到洁净的衬底。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(2)所述限制生长区域，是选取si衬底111平面作为外延层生长面得到。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(4)中通入氨气nh3的流量为100sccm。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(5)中通入三氯化硼bcl3气体的流量为60～140sccm。8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(4)-(6)中通入气体的同时均需要将设备空腔内压强控制为20-30pa，直到结束加热。

技术总结
本发明公开了一种基于硅衬底和蓝宝石基片的新型二维氮化硼材料及其制备方法，主要解决现有二维氮化硼生长薄膜不均匀且厚度不可控的技术问题。本发明公开的新型二维氮化硼材料为P1空间群中由五元和六元环交替连接构成的孔状结构；制备材料的方法是选择Si作为衬底、蓝宝石作为基片，分别预处理后，将Si衬底与蓝宝石基片叠加，形成限制生长区域，将限制生长区域置于化学气相沉积CVD设备中，进行升温，控制温度、加热时间，选择通如的气体，控制压强，保持一定的生长温度进行新型二维氮化硼恒温生长，生长时间达到规定时长后，对CVD设备空腔结束加热，降温后得到以Si为衬底，在限生长区域内生长的新型二维氮化硼薄膜。本发明方法步骤简单易于实现，生长所得薄膜表面均匀、厚度可控，可用于微电子器件及航空航天等领域。可用于微电子器件及航空航天等领域。可用于微电子器件及航空航天等领域。


技术研发人员：樊庆扬 艾鑫 杨润玲 李晨思 吴楠
受保护的技术使用者：西安建筑科技大学
技术研发日：2021.12.08
技术公布日：2022/3/22