[发明专利]基于p型掺杂的六方氮化硼外延薄膜制备方法

权利要求书

1.一种基于p型掺杂的六方氮化硼外延薄膜制备方法，其特征在于，包括如下：

(1)外延生长h-BN薄膜：

1a)对衬底依次通过丙酮、去离子水、稀盐酸清洗；

1b)将清洗后的衬底放入CVD设备的石英管中心，加热至800-1000℃进行衬底退火处理；

1c)将CVD设备中的氨硼烷前驱体加热至130-150℃，在10sccm氩气和10sccm氢气的混合载气作用下，将加热完成后的前驱体引入CVD设备石英管中，再将其温度升高至1200-1550℃，在退火完成的衬底上进行六方氮化硼生长；

1d)将在同样生长环境下得到的每2片六方氮化硼外延片面对面重叠，放入高温退火炉中在900-1800℃，氮气氛围下进行2.5-3.5h退火处理，并在0.5-1h内急速降温至室温，得到多组晶体取向高度一致的六方氮化硼薄膜；

(2)对六方氮化硼薄膜进行p型掺杂：

2a)将每组2片的h-BN薄膜分开，正面朝上置于离子注入装置中，并将反应腔真空度降低至1×10^-5Torr；

2b)将六方氮化硼薄膜样品加热至340-550℃，设Mg离子注入能量为30-80keV，注射剂量保持5×10¹⁷，将注射方向与样品法线方向稳定在8-10°的夹角，完成对多组六方氮化硼薄膜样品的热靶离子注入；

2c)将每组完成离子注入的2片六方氮化硼薄膜样品面对面重新重叠，再置于400-800℃氮气氛围下快速退火5-10min，完成p型掺杂六方氮化硼外延薄膜的制作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中1a)中的衬底采用蓝宝石，碳化硅，氮化铝，铂衬底和聚酰亚胺PI中的一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其中1d)中将在同样生长环境下得到的每2片六方氮化硼外延片面对面重叠，是将每组上下两个六方氮化硼外延片的正面，即六方氮化硼生长面贴合，并保持每组上下两个六方氮化硼外延片晶体朝向一致。

4.根据权利要求1所述的方法，其中2c)中将每组完成离子注入的2片六方氮化硼薄膜样品面对面重新重叠，是将每组上下两个离子注入后的六方氮化硼外延片的正面贴合，并保持每组上下两个六方氮化硼外延片晶体朝向一致。