[發明專利]一種六方氮化硼薄膜制備時的帶隙調控方法

有效

• 申請號: 201911010999.7
• 申請日: 2019-10-22
• 公開（公告）號: CN110670017B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 葉思遠;李宇波;華飛;鄺昊澤;汪小知;楊杭生
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/35;C23C14/54
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種六方氮化硼薄膜制備時的帶隙調控方法，其特征在于：

在制備六方氮化硼薄膜過程中，通過控制六方氮化硼薄膜局域模態控制六方氮化硼薄膜帶隙，局域模態包括局域c軸朝向、局域c面面積和局域c向層數，通過增大局域c軸與襯底平面夾角減小薄膜帶隙，或者通過減小局域c面面積減小薄膜帶隙；

或者通過增加六方氮化硼薄膜的氮缺陷密度降低六方氮化硼帶隙；

通過對絕緣襯底進行加熱，提高絕緣襯底的溫度，調控減小局域c軸朝向與薄膜平面的夾角，增大局域c面面積；或者通過提高磁控濺射時的氣壓，調控增大局域c面面積；或者通過增大混合氣的氫氣組分比例，調控減小氮化硼薄膜中的氮缺陷密度。

2.根據權利要求1所述的一種六方氮化硼薄膜制備時的帶隙調控方法，其特征在于六方氮化硼薄膜制備具體是包括如下步驟：

1)取絕緣襯底，依次置于丙酮、無水乙醇和去離子水中進行超聲清理，并烘干；

2)將絕緣襯底放入磁控濺射爐內，封閉爐門后，調節爐內真空度；

3)向磁控濺射爐內通入氮氣與氫氣的混合氣，以氮化硼為靶材，磁控濺射1小時；

4)磁控濺射后，在惰性氣體的保護下，退火至少1小時。

3.根據權利要求2所述的一種六方氮化硼薄膜制備時的帶隙調控方法，其特征在于：所述步驟3)中，通過增大磁控濺射的濺射功率，調控增大局域c軸朝向與薄膜平面夾角，減小局域c面面積；或者通過對絕緣襯底進行加熱，提高絕緣襯底的溫度，調控減小局域c軸朝向與薄膜平面的夾角，增大局域c面面積；或者通過提高磁控濺射時的氣壓，調控增大局域c面面積；或者通過增大混合氣的氫氣組分比例，調控減小氮化硼薄膜中的氮缺陷密度。

4.根據權利要求2所述的一種六方氮化硼薄膜制備時的帶隙調控方法，其特征在于：所述的絕緣襯底優選為石英或單晶硅片。

5.根據權利要求2所述的一種六方氮化硼薄膜制備時的帶隙調控方法，其特征在于：所述氮氣與氫氣的混合氣中，氮氣的體積比例為20％-80％。

6.根據權利要求2所述的一種六方氮化硼薄膜制備時的帶隙調控方法，其特征在于：所述的惰性氣體是氮氣或氬氣。

7.根據權利要求2所述的一種六方氮化硼薄膜制備時的帶隙調控方法，其特征在于：磁控濺射使用的靶材是純度為99.99％的BN。