大尺寸单晶六方氮化硼的外延生长方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种大尺寸单晶六方氮化硼的外延生长方法及其应用。所述外延生长方法包括：提供单晶a面的蓝宝石衬底；进行小角度切割；进行高温退火处理；切割面上外延生长单晶六方氮化硼，可以再外延单晶氮化物薄膜。本发明专利技术通过小角度切割衬底表面打破a面蓝宝石的C2对称性，避免外延生长时的动力学差异，引导二维氮化物晶畴的单向对齐，从而实现了在绝缘的蓝宝石衬底表面大面积生长二维单晶六方氮化硼，避免了在金属衬底表面生长后的转移过程中会造成二维氮化物的破损，褶皱的引入以及胶的残留，最终可获得低缺陷密度、低应力的二维单晶六方氮化硼薄膜；所生长的二维单晶六方氮化硼可以作为缓冲层，进一步生长高质量单晶氮化物外延层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及外延生长，尤其涉及一种大尺寸单晶六方氮化硼的外延生长方法及其应用。

技术介绍

1、近年来，随着芯片尺寸的不断减小，短沟道效应、热效应等问题日趋明显，开发全新的二维量子材料体系以实现变革性的器件应用已成为当前科技的研究热点。由于同质外延技术尚不成熟，氮化镓（gan）主要选择蓝宝石、硅等衬底异质外延制备，界面通过共价键成键，界面失配及衬底缺陷导致外延结构的材料质量与器件性能受限。二维材料的出现引发的外延模式拓宽了传统三维体材料的外延范围，可通过二维/三维异质界面充分弛豫外延结构中的大失配应力，实现外延结构的简易机械剥离，在制备柔性可穿戴设备以及可转移电子和光子器件领域应用前景广泛。

2、二维六方氮化硼（hbn）其晶体结构与石墨非常相似，且两者的物理化学性质也较为相像。得益于原子级厚度和优异的光电性能，二维hbn可以有效地屏蔽电荷陷阱位点，从而避免载流子散射，是二维半导体器件的“理想”衬底和电介质，同时hbn具有高温稳定性，不易在高温下产生破损及缺陷。

3、尽管已经报道了在金属表面上外延生长单晶hbn，但晶圆尺度绝缘衬底上的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种大尺寸单晶六方氮化硼的外延生长方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，外延生长所述单晶六方氮化硼所用的硼源选自三乙基硼；氮源选自氨气；

3.根据权利要求1或4所述的外延生长方法，其特征在于，外延生长所述单晶六方氮化硼的温度为1200-1400℃，时间为10-25 min，Ⅴ/Ⅲ比为3000-5000，压力为10-30 Torr。

4.由权利要求1-3中任意一项所述的外延生长方法制得的复合衬底，其特征在于，包括蓝宝石衬底以及单晶六方氮化硼层；

5.根据权利要求4所述的复合衬底，其特征在于，所述复合衬...

【技术特征摘要】

1.一种大尺寸单晶六方氮化硼的外延生长方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，外延生长所述单晶六方氮化硼所用的硼源选自三乙基硼；氮源选自氨气；

3.根据权利要求1或4所述的外延生长方法，其特征在于，外延生长所述单晶六方氮化硼的温度为1200-1400℃，时间为10-25 min，ⅴ/ⅲ比为3000-5000，压力为10-30 torr。

4.由权利要求1-3中任意一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亮，徐俞，王钰宁，徐科，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：