[發(fā)明專利]一種單層二硫化鉬薄膜的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011299451.1
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112501555A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設計）人: 王欣然;王子玄;李濤濤
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/24;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 吳飛

1.一種單層二硫化鉬薄膜的制備方法，其特征在于，所述單層二硫化鉬薄膜采用雙管管式爐制備，其制備過程包括如下步驟：

將硫源、襯底置于管式爐的外管中，分別加熱硫源、襯底至第一溫度和第三溫度；

將二硫化鉬源置于管式爐的內(nèi)管中，加熱二硫化鉬源至第二溫度，所述第二溫度為500℃～550℃；

通過外管引入第一路載氣、引導硫蒸汽至襯底，所述第一路載體為保護性氣體；

通過內(nèi)管引入第二路載氣、引導二硫化鉬蒸汽至襯底，在襯底上外延生長出單層二硫化鉬薄膜；其中，所述第二路載氣包含有氧氣和保護性氣體。

2.根據(jù)權利要求1所述的單層二硫化鉬薄膜的制備方法，其特征在于，所述第二路載氣中，氧氣與保護性氣體的體積比為2～4:50。

3.根據(jù)權利要求1所述的單層二硫化鉬薄膜的制備方法，其特征在于，所述保護性氣體為惰性氣體或氮氣。

4.根據(jù)權利要求1所述的單層二硫化鉬薄膜的制備方法，其特征在于，所述襯底為藍寶石襯底。

5.根據(jù)權利要求1所述的單層二硫化鉬薄膜的制備方法，其特征在于，所述制備過程中：

先將硫源、襯底置于管式爐的外管中，二硫化鉬源置于管式爐的內(nèi)管中；

然后，向管式爐內(nèi)管和外管中持續(xù)通入氬氣，同時加熱襯底至第三溫度；

接著，加熱硫源至第一溫度，在硫源和襯底達到指定溫度后，加熱二硫化鉬源至第二溫度；在二硫化鉬源達到指定溫度后，再在內(nèi)管中引入氧氣，將二硫化鉬蒸汽帶到充滿硫蒸氣的襯底處，在襯底上外延生長出單層二硫化鉬薄膜。

6.根據(jù)權利要求1或5所述的單層二硫化鉬薄膜的制備方法，其特征在于，所述第一溫度為硫源轉變?yōu)榱蛘魵獾臏囟龋摐囟葹?60℃～180℃。

7.根據(jù)權利要求1或5所述的單層二硫化鉬薄膜的制備方法，其特征在于，所述第三溫度為二硫化鉬的生長溫度，該生長溫度為900℃～1100℃。

8.根據(jù)權利要求1或5所述的單層二硫化鉬薄膜的制備方法，其特征在于，將硫源、襯底、二硫化鉬源分別加熱至預定溫度后，控制襯底上外延生長時間為20min以上。

9.根據(jù)權利要求1所述的單層二硫化鉬薄膜的制備方法，其特征在于，所述硫源、二硫化鉬源為固體源。