一种大面积BNOx的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种大面积BNOx的制备方法。该方法包括如下步骤：以氨硼烷。氧气为源，以高催化性的液态金属如镓、锗、铋、铟或液态合金镓

【技术实现步骤摘要】
一种大面积BNOx的制备方法


[0001]本专利技术涉及BNOx器件
，具体涉及一种可以精确定位的大面积BNOx的制备方法。

技术介绍

[0002]BNOx独特的二维结构特征使其具有许多独特的物理化学性能，在微纳电子、光学器件等方面有广阔的应用前景。对BN材料的掺杂、vdW异质结、纳米复合材料。掺杂修饰，比如物理静电界面吸附、化学修饰官能团H/F/OH/NH2等；通过h
‑
BN材料的高能带、高介电常数、高导热系数等独特性质，实现改善其他石墨烯TMD金属等二维材料的性质； BN材料纳米复合结构材料和聚合物的发展，由于BN材料独特的机械性质和导热绝缘性质，能够与其他二维材料构建复合物结构材料，而且在BN
‑
石墨烯
‑
MoS2等复合材料在能源存储等领域展示了广泛应用前景。
[0003]基于BNOx微纳电子器件的制备，通常需要对BNOx进行大面积，目前常用的大面积技术有：1）将大面积BNOx转移至液态金属上，再通过光刻、离子刻蚀的方法得到所需的大面积BNOx，这种方法精度高，但不可避免的对BNOx造成污染与损伤；2）直接生长大面积的BNOx再转移至绝缘基底上，这种方法无需光刻工艺，但无法将BNOx精确定位到衬底上，且不可避免的化学转移过程会引入污染和褶皱；3）模板压印法，在所需的地方压印上BNOx，这种方法简单方便，但模板制备成本高，且无法得到较为复杂的图形。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种大面积BNOx的制备方法，以实现在液态金属上直接精确定位大面积BNOx，且无需刻蚀、压印及化学转移。
[0005]本专利技术具体采用如下技术方案：一种大面积BNOx的制备方法，其特征在于：将液态金属填充腔室载板上；以液态金属或液态合金作为催化剂，以本征或高掺杂硼氮聚合物作为固态碳源，利用化学气相沉积法在催化金属及绝缘衬底的界面处直接生长大面积的BNOx。
[0006]优选的，大面积BNOx的制备方法，包括以下步骤：1)清洗液态金属；2) 向腔室中注入液态金属或合金；3) 将绝液态金属与承载物的上表面紧密接触；4) 将结构置于管式炉中，通入载气并加热至BNOx的生长温度，在液态合金表面形成的BNOx；5) 移除基底表面的金属催化剂，得到大面积的BNOx；作为本专利技术的优选方案，所述反应基源包括环硼氮环、氨硼烷等含硼、氮基元。
[0007]作为本专利技术的优选方案，所述催化金属包括但不限于镓、锗、铋、铟，所述合金包括但不限于镓
‑
钯、镓
‑
镍、镓
‑
铟等二元或多元合金。
[0008]作为本专利技术的优选方案，所述绝缘衬底为硅片、氧化硅片、SiO2/Si、硼氮聚合物或蓝宝石。
[0009]作为本专利技术的优选方案，步骤4）中，BNOx的生长温度为800
‑
1300 ℃，优选为1000 ℃；保温10
‑
60 min，优选为30
‑
45 min；工作气压10
‑
10000 Pa，优选为10
‑
120 Pa。
[0010]作为本专利技术的优选方案，步骤4）中所述载气为氩气和氢气的混合气，其流量分别为1
‑
50 sccm和100
‑
300 sccm。
[0011]作为本专利技术的优选方案，步骤5）中，移除催化剂的方法为，利用浓度5
‑
20%的盐酸，在50
‑
80 ℃下恒温加热1 h去除BNOx表面的残余催化金属。
[0012]本专利技术利用高温和催化剂分解硼氮基元，直接生长大面积的BNOx。本专利技术有如下优点 ：1）本专利技术可以在衬底上精确定位大面积BNOx的位置；2）本专利技术所得BNOx无需化学转移，避免了对有机物污染及BNOx褶皱的引入；3）本专利技术无需对BNOx进行光刻、离子刻蚀等工艺，避免了对BNOx的损伤与破坏。
附图说明
[0013]图1 是本专利技术的流程示意图图2 是本专利技术制得的大面积BNOx的Raman谱线；图3 是本专利技术中制备得到的大面积BNOx的光学显微镜照片；图4 是本专利技术中制备的到的大面积BNOx的原子力显微镜照片。
实施方式
[0014]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0015]请参阅附图。需要说明的是，参考图是本专利技术的示意图，图中的表示只是示意性质的，不应该被认为限制本专利技术的范围。
[0016]本专利技术的主要创新之处在于用微孔金属填充的方法将液态金属填充至其中以对催化剂进行大面积，再利用高温和催化剂分解硼氮聚合物，在液态金属上直接生长大面积的BNOx。这种避免了化学转移及刻蚀的BNOx大面积方法，在以BNOx为功能单元的微纳电子器件方面有广泛的应用前景。
[0017]实施例一：利用液态金属Ga/Ni作为催化剂，在液态金属上制备大面积的BNOx1) 采用95%Ga/5%Ni作为催化剂，向载板上注入液态Ga/Ni合金；2) 将绝缘衬底SiO2/Si或蓝宝石与金属槽的上下表面紧密接触形成三明治结构；3) 将三明治结构置于管式炉中，将炉温升至1000℃，使硼氮聚合物在高温及催化剂的作用下分解，在液态合金与绝缘衬底的界面处形成大面积的BNOx，以氩气195sccm、氢气5sccm作为载气，反应时间30min，工作气压为120
‑
150Pa之间，最后停止加热管式炉，腔室降至室温后取出样品；4) 将所的样品放入18%的盐酸中，在80℃下恒温加热1h以移除表面合金液滴，得
到大面积的BNOx；图4为通过本专利技术得到的大面积的BNOx的Raman谱图，Raman测试表明BNOx结晶性较好，2D峰在2700 cm
‑
1附近，约是G峰强度的0.65倍，表明BNOx为多层。
[0018]实施例二：利用液态金属Ga/Ni作为催化剂，在液态金属上制备大面积的BNOx本实施例与实施例一的区别在于：将实施例一中的液态合金催化剂中从95%Ga/5%Ni更换为90%Ga/10%Ni，其余工艺参数与实施例一相同，可在绝缘衬底表面获得相应的大面积BNOx。
[0019]实施例三：利用液态金属Ga/Ni作为催化剂，在液态金属上制备大面积的BNOx本实施例与实施例一的区别在于：将实施例一中的液态合金催化剂中从Ga/Ni合金更换为Ga/In合金，其余工艺参数与实施例一相同，可在绝缘衬底表面获得相应的大面积BNOx。
[0020]实施例四：利用液态金属Ga/Ni作为催化剂，在液态金属上制备大面积的BNOx本实施例与实施例一的区别在于：将实施例一中的大面积微孔形状改变，本实施例中大面积微孔上下表面分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大面积BNOx的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1) 清洗液态金属；2) 向腔室中注入液态金属或合金；3) 将绝液态金属与承载物的上表面紧密接触；4) 将结构置于管式炉中，通入载气并加热至BNOx的生长温度，在液态合金表面形成的BNOx；5) 移除基底表面的金属催化剂，得到大面积的BNOx。2.根据权利要求1 所述的大面积BNOx的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述反应基源包括环硼氮环、氨硼烷等含硼、氮基元。3.根据权利要求1 所述的大面积BNOx的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中催化金属选自镓、锗、铋、铟，所述合金选自镓
‑
钯、镓
‑
镍、镓
‑
铟等催化性合金。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴天如，
申请(专利权)人：苏州旌晖创半导体新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：