[发明专利]一种制备六方氮化硼薄膜的方法

权利要求书

1.一种制备六方氮化硼薄膜的方法，其特征在于，所述制备六方氮化硼薄膜的方法至少包括步骤：

先制备铜镍合金箔作为衬底，将所述衬底置于压强为20～5000Pa的化学气相沉积腔室中，使所述衬底的温度保持在950～1090℃，并通入温度为50～100℃的源物质，同时通入保护气体生长10分钟～3小时，从而在所述铜镍合金箔衬底表面制备形成六方氮化硼薄膜。

2.根据权利要求1所述的制备六方氮化硼薄膜的方法，其特征在于：制备所述铜镍合金箔的过程为：先提供一铜箔，然后采用电镀、磁控溅射或蒸镀工艺在所述铜箔表面沉积镍层形成铜-镍双层衬底，再经过高温退火使镍铜充分固溶，形成所述铜镍合金箔。

3.根据权利要求2所述的制备六方氮化硼薄膜的方法，其特征在于：所述铜箔为纯度不低于99.5%的无氧铜箔，其厚度为10～120μm，表面粗糙度在50nm以下，在进行所述镍层沉积前需要对所述铜箔进行高温退火。

4.根据权利要求3所述的制备六方氮化硼薄膜的方法，其特征在于：对所述铜箔进行高温退后过程是在常压下进行，并通入氢气和氩气的混合气体，退火温度设置为980～1078℃，退火时间为1～3小时，氩气和氢气的分压比控制在3:1～20:1。

5.根据权利要求2所述的制备六方氮化硼薄膜的方法，其特征在于：对所述铜-镍双层衬底进行高温退火过程在氢气气氛下进行，退火温度设置为1050～1080℃，退火时间为0.5～3小时，腔室中的压强控制在500～5000Pa。

6.根据权利要求2所述的制备六方氮化硼薄膜的方法，其特征在于：采用电镀工艺在所述铜箔表面沉积镍层形成铜-镍双层衬底，其中，选用硫酸镍或者氨基磺酸镍电镀液,电流密度控制在0.01-0.5A/cm²，镀镍时间由铜箔厚度、待制备的铜镍合金箔中镍所占比例以及镀镍时的电流密度而定。

7.根据权利要求2所述的制备六方氮化硼薄膜的方法，其特征在于：采用磁控溅射工艺在所述铜箔表面沉积镍层形成铜-镍双层衬底，其中，靶材为纯度不低于5N的高纯镍，溅射功率控制在30～250W，溅射镍时间由铜箔厚度、待制备的铜镍合金箔中镍所占比例以及镍的沉积速度而定。

8.根据权利要求1所述的制备六方氮化硼薄膜的方法，其特征在于：所述铜镍合金箔的厚度为10～150μm，其中，Ni所占原子比例为10％～60％，Cu和Ni整体所占原子比例达到99.5％以上。

9.根据权利要求1所述的制备六方氮化硼薄膜的方法，其特征在于：所述源物质为BH₃NH₃、(HBNH)₃、(HBNCl)₃、(ClBNH)₃中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的制备六方氮化硼薄膜的方法，其特征在于：所述保护气体为氢气，氢气的流速为20～500sccm。

11.根据权利要求1所述的制备六方氮化硼薄膜的方法，其特征在于：生长结束后还包括在氢气和氩气的混合气体中进行降温的过程，降温在常压下进行，其中，氢气的流速为10～50sccm，氩气的流速为100～500sccm。

12.根据权利要求1所述的制备六方氮化硼薄膜的方法，其特征在于：形成的六方氮化硼薄膜为晶畴、单层或多层连续膜。

13.根据权利要求12所述的制备六方氮化硼薄膜的方法，其特征在于：所述晶畴形状为三角形，边长在几十微米到100μm，以单原子层为主。

14.根据权利要求12所述的制备六方氮化硼薄膜的方法，其特征在于：所述连续膜的局部具有多层结构，且层间具有严密的堆垛关系。