【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于单晶晶圆材料领域，具体地，本专利技术涉及一种过渡金属硫化合物单晶晶圆生长的方法。
技术介绍
1、二维半导体性过渡金属硫属化合物(2d tmdcs)凭借其原子级的厚度、优异的光电性质以及良好的化学稳定性成为延续摩尔定律的重要候选材料之一。2d tmdcs晶圆的制备是实现高品质二维电子器件构筑和集成的关键前提。化学气相沉积(cvd)法是最有望实现大面积、高质量二维材料制备的方法。在cvd生长过程中，基底表面往往有成百上千个2dtmdcs晶畴，畴间拼接往往会产生晶界，因此所获得的tmdcs薄膜常为多晶。从电学性能上来说，晶界处存在的电荷缺陷引起了大量的电荷散射，阻碍了晶体管性能的提升。此外，晶界处存在大量的缺陷，对材料的光学性质也产生了明显影响，例如晶界处的二次谐波(shg)强度和荧光强度明显减弱等，阻碍了其在电子/光电子领域的应用。因此，为了追求极致的晶体质量与优异的光学、电学性能，可控制备2d tmdcs单晶晶圆具有重要的意义。
2、利用cvd法制备tmdcs单晶薄膜主要有单核生长和多核外延生长两种策略，前者需要控制基底上只有一个成核位点，单核持续长大形成单晶。但该方法对源的控制要求极高且所需的生长时间一般较长。多核外延生长法是指在单晶基底上实现单一取向成核，同取向畴区无缝拼接形成单晶。相比于单核生长法，多核外延生长法允许基底上有多个成核位点，制备相同尺寸的薄膜样品所需时间较短，利于样品尺寸的放大。但目前采用多核外延生长路线获得的tmdcs薄膜仍然存在尺寸难以放大、畴区尺寸小等问题。因此，发展一种重复性高
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种低压化学气相沉积方法，以单晶蓝宝石作为基底，制备单一取向的过渡金属硫化合物纳米片，从而延长生长时间得到二维过渡金属硫化合物单晶晶圆。
2、为达到上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
3、本专利技术提供一种过渡金属硫化合物单晶晶圆生长的方法，所述方法包括以下步骤：
4、1)将单晶蓝宝石高温长时间退火；
5、2)将退火后的蓝宝石晶圆作为基底，将过渡金属箔材折成桥状平行于基底放置，在箔材与基底之间平行放置多孔阻隔层(如碳布)；
6、3)在基底的气流上游放置硫单质；
7、4)向低压化学气相沉积体系通入混合气体(如氩气，氧气)，待气流稳定后，将基底和硫单质分别加热至设定温度，之后恒温数分钟，即可在基底上制备获得单一取向的过渡金属硫化合物三角形晶畴；
8、5)延长恒温时间，使单一取向的过渡金属硫化合物三角形晶畴无缝拼接成过渡金属硫化合物单晶晶圆尺寸单晶薄膜。
9、优选地，步骤1)中，所述单晶蓝宝石基底按照如下方式退火：在大气氛围下加热至1100-1500℃，恒温5-10小时，后自然降至室温。
10、优选地，步骤2)中，所述过渡金属箔材厚度为20-30μm,所述过渡金属箔材包括钼箔或钨箔。
11、优选地，步骤2)中，所述过渡金属箔材平行于蓝宝石基底放置，箔材与基底间隔距离为0.5-2cm。
12、优选地，步骤2)中，所述在基底与过渡金属箔材之间放置多孔阻隔层(如碳布)，阻隔层贴近基底放置。
13、优选地，步骤3)中，所述基底与硫单质(硫粉)的距离为10-20cm。
14、优选地，步骤3)中，所述硫单质的质量为10～15g。
15、优选地，步骤4)中，将硫单质和基底分别加热，硫单质加热至95～120℃，基底的加热温度与过渡金属箔材一致为850-1000℃，恒温的时间5-8min。
16、优选地，步骤4)中，所述低压条件为18-180pa，所述混合气体包括氩气和氧气，所述氩气的流量为50～100sccm，氧气的流量为1～5sccm，其中，sccm是体积流量单位，即为标况毫升每分钟。
17、优选地，步骤5)中，所述恒温时间为8-20min。
18、本专利技术中所述低压化学气相沉积体系为本领域常规的技术手段。
19、本专利技术以单晶蓝宝石作为基底，利用面对面的过渡金属源供给模式保证晶圆尺寸的成核均匀，引入多孔阻隔层有效降低成核密度，通过控制过渡金属源与硫源的比例实现单一取向过渡金属硫化合物三角形纳米片的生长和单晶晶圆的制备，是一种实现过渡金属硫化合物单晶晶圆的综合制备策略。
20、与现有技术相比，本专利技术的优势在于：
21、本专利技术所使用的过渡金属箔材作为金属前驱体，将其平行于基底放置，有效保证了前驱体的均匀供给和晶圆尺寸均匀的过渡金属硫化合物样品的制备。这种方法具有可扩展性，有望实现晶圆尺寸的放大。
22、本专利技术采用的阻隔层辅助策略，可以有效调控前驱体的沉积速率和供给浓度，进而调控成核密度和畴区尺寸，实现高重复度、高质量过渡金属硫化物单晶晶圆的制备。
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1.一种过渡金属硫化物单晶晶圆生长的方法，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的过渡金属硫化合物单晶晶圆生长的方法，其特征在于，步骤1)中，所述单晶蓝宝石基底按照如下方式退火：
3.根据权利要求1所述的过渡金属硫化合物单晶晶圆生长的方法，其特征在于，步骤2)中，所述过渡金属箔材厚度为20-30μm，所述过渡金属箔材包括钼箔或钨箔。
4.根据权利要求1所述的过渡金属硫化合物单晶晶圆生长的方法，其特征在于，步骤2)中，所述过渡金属箔材折成桥状平行于蓝宝石基底放置，箔材与基底间隔距离为0.5-2cm。
5.根据权利要求1所述的过渡金属硫化合物单晶晶圆生长的方法，其特征在于，步骤2)中，在基底与过渡金属箔材之间放置多孔阻隔层，阻隔层紧贴基底放置。
6.根据权利要求1所述的过渡金属硫化合物单晶晶圆生长的方法，其特征在于，步骤3)中，所述基底与硫单质的距离为10-20cm。
7.根据权利要求1所述的过渡金属硫化合物单晶晶圆生长的方法，其特征在于，步骤3)中，所述硫单质的质量为10～15g。
8.根据
9.根据权利要求1所述的过渡金属硫化合物单晶晶圆生长的方法，其特征在于，步骤4)中，所述低压条件为18-180Pa，所述混合气体包括氩气和氧气，所述氩气的流量为50～100sccm，氧气的流量为1～5sccm。
10.根据权利要求1所述的过渡金属硫化合物单晶晶圆生长的方法，其特征在于，步骤5)中，所述恒温时间为8-20min。
...【技术特征摘要】
1.一种过渡金属硫化物单晶晶圆生长的方法，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的过渡金属硫化合物单晶晶圆生长的方法，其特征在于，步骤1)中，所述单晶蓝宝石基底按照如下方式退火：
3.根据权利要求1所述的过渡金属硫化合物单晶晶圆生长的方法，其特征在于，步骤2)中，所述过渡金属箔材厚度为20-30μm，所述过渡金属箔材包括钼箔或钨箔。
4.根据权利要求1所述的过渡金属硫化合物单晶晶圆生长的方法，其特征在于，步骤2)中，所述过渡金属箔材折成桥状平行于蓝宝石基底放置，箔材与基底间隔距离为0.5-2cm。
5.根据权利要求1所述的过渡金属硫化合物单晶晶圆生长的方法，其特征在于，步骤2)中，在基底与过渡金属箔材之间放置多孔阻隔层，阻隔层紧贴基底放置。
6.根据权利要求1所述的过渡金属硫化合物单晶晶圆生长的方法，其...
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