[发明专利]多层六方氮化硼薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种多层六方氮化硼薄膜的制备方法，其特征在于，所述多层六方氮化硼薄膜的制备方法包括如下步骤：

1)提供一衬底，所述衬底包括绝缘衬底或半导体衬底；

2)提供含硼固态催化剂，将所述含硼固态催化剂置于所述衬底上；

3)将所述含硼固态催化剂进行退火处理，以使得所述含硼固态催化剂熔化；

4)向熔 化后的所述含硼固态催化剂所在环境内同时通入含氮气体及保护气体，所述含氮气体与所述含硼固态催化剂进行反应以于所述衬底表面形成多层六方氮化硼薄膜。

2.根据权利要求1所述的多层六方氮化硼薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1)中提供的所述衬底包括氮化硅衬底、氧化硅衬底、氮化铝衬底、氧化镁衬底或氧化铝衬底。

3.根据权利要求1所述的多层六方氮化硼薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2)中提供的所述含硼固态催化剂包括镍硼合金催化剂、铁硼合金催化剂、铂硼合金催化剂、钴硼合金催化剂、铬硼合金催化剂、铁镍硼合金催化剂、铁硼硅合金催化剂及镍硼硅合金催化剂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的多层六方氮化硼薄膜的制备方法，其特征在于，步骤3)中，将所述衬底及所述含硼固态催化剂装入密闭的绝缘坩埚或半导体坩埚内后置于化学气相沉积腔室内，并向所述化学气相沉积腔室内通入保护气体，于保护气氛及常压或低压条件下对所述含硼固态催化剂进行退火处理。

5.根据权利要求4所述的多层六方氮化硼薄膜的制备方法，其特征在于，退火温度为800℃～1500℃，退火时间为0.5小时～2小时。

6.根据权利要求4所述的多层六方氮化硼薄膜的制备方法，其特征在于，步骤3)中，对所述含硼固态催化剂进行退火处理之前，还包括如下步骤：向所述化学气相沉积腔室内通入保护气体，于保护气氛及常压或低压条件下以2～10℃/min的升温速率将所述化学气相沉积腔室内的温度升至所需退火温度。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的多层六方氮化硼薄膜的制备方法，其特征在于，所述保护气体包括氩气及氢气，所述氩气及氢气的体积比为1:1～30:1；所述低压条件的压强为50Pa～5000Pa。

8.根据权利要求1所述的多层六方氮化硼薄膜的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述含氮气体包括氮气或氨气，所述保护气体包括氩气及氢气；所述含氮气体与所述氩气及所述氢气的体积比为30:1:1～1:30:30。

9.根据权利要求1所述的多层六方氮化硼薄膜的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述含氮气体与所述含硼固态催化剂于常压或低压条件下进行反应，反应时间为0.5小时～8小时。

10.根据权利要求1所述的多层六方氮化硼薄膜的制备方法，其特征在于，步骤4)之后包括如下步骤：将表面形成有所述多层六方氮化硼薄膜的所述衬底冷却至室温。

11.根据权利要求10所述的多层六方氮化硼薄膜的制备方法，其特征在于，于氩气及氨气的保护气氛及常压条件下将表面形成有所述多层六方氮化硼薄膜的所述衬底冷却至室温，冷却速率为0.25～10℃/min。