[发明专利]一种利用层间耦合与台阶耦合的协同效应制备单晶六方氮化硼的方法

权利要求书

1.一种制备单晶六方氮化硼的方法，其特征在于，在化学气相沉积系统中形成上游温区和下游温区，所述上游温区和下游温区具有不同的加热温度；

将生长源放入所述上游温区，将单晶铜箔放入所述下游温区，利用六方氮化硼和单晶铜箔衬底之间的耦合作用以及六方氮化硼晶畴边缘和单晶铜箔上台阶边缘的耦合作用的协同效应，来实现单晶六方氮化硼的化学气相沉积生长；所述单晶铜箔的晶面指数包括Cu(100)、Cu(110)或Cu(410)；

其中，所述上游温区为低温区，所述下游温区为高温区；

所述方法包括如下步骤：

(一)将生长源放入化学气相沉积系统中的上游温区，将单晶铜箔放入系统中的下游温区；在所述系统内通入载气，快速升温下游温区至900℃以上并且退火单晶铜箔10分钟以上，以还原铜箔表面的氧化层，促使铜箔晶面形成单一取向台阶，此时上游温区的温度保持在60℃以下；所述载气为流量为10-1000sccm的氩气和1-100sccm的氢气所组成的混合气；

(二)将上游温区快速升温至60℃以上，调节载气中氢气的体积百分含量，开始生长六方氮化硼，生长时间为10分钟以上；

(三)生长结束后，冷却至室温，即得到单晶六方氮化硼；

其中，在化学气相沉积系统中通入载气，将沿载气流动的方向靠近上游的加热区域定义为上游温区，将沿载气流动方向靠近下游的加热区域定义为下游温区；所述上游温区和下游温区形成两个不连续的加热区域；所述两个不连续的加热区域之间相距0.1米以上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生长源包括但不限于硼烷氨。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中调节载气中氢气的体积百分含量以使得氢气的体积百分含量在2％以上。