[發(fā)明專利]一種高密度缺陷碳化硅納米線的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310329347.6
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103332692A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱嘉琦;于海玲;楊振懷;韓杰才
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C01B31/36
• 分類號: C01B31/36;B82Y40/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 侯靜

1.一種高密度缺陷碳化硅納米線的制備方法，其特征在于高密度缺陷碳化硅納米線的制備方法是按以下步驟進(jìn)行的：

一、將單晶硅片襯底用丙酮超聲波清洗15min～30min，再用酒精超聲清洗15min～30min，最后用去離子水超聲清洗15min～30min得到干凈的單晶硅片襯底；

二、將步驟一得到的干凈的單晶硅片襯底置于磁控濺射真空倉內(nèi)的加熱臺上，將真空倉內(nèi)抽成真空，使得真空倉內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.0×10^-4Pa～9.9×10^-4Pa；啟動加熱裝置，使真空倉內(nèi)從室溫加熱至100℃～650℃，在溫度為100℃～650℃的條件下向真空倉內(nèi)以10sccm～100sccm的氣體流量速度通入氬氣，待真空倉內(nèi)氣體壓強(qiáng)升至0.1Pa～2Pa時，啟輝反濺清洗干凈的單晶硅片襯底10min～20min后，插入介于靶材和干凈的單晶硅片襯底中間的擋板，施加濺射功率啟輝，在溫度為100℃～650℃、碳靶上的濺射功率為60W～200W、鎳靶上的濺射功率為60W～200W和氬氣氣體流量為10sccm～100sccm的條件下預(yù)濺射3min～5min，在干凈的單晶硅片襯底上加80V～200V的脈沖負(fù)偏壓，設(shè)置占空比為10%～90%，移開擋板，在溫度為100℃～650℃、碳靶上的濺射功率為60W～200W、氬氣氣體流量為10sccm～100sccm條件下碳靶沉積10min～4h，在溫度為100℃～650℃、鎳靶上的濺射功率為60W～200W、氬氣氣體流量為10sccm～100sccm條件下鎳靶沉積10min～4h，關(guān)閉濺射功率啟輝，插入擋板，調(diào)節(jié)氬氣氣體流量為120sccm～180sccm，待真空倉內(nèi)氣體壓強(qiáng)為4Pa～7Pa時，將50kHz的脈沖直流電壓加在樣品臺上，并將其電壓峰值調(diào)節(jié)至-400V～-1200V，設(shè)置占空比為10%～90%，反濺單晶硅片襯底10min～30min，關(guān)閉電源、加熱裝置和氬氣，待真空倉內(nèi)溫度自然降至室溫時即制得碳化硅納米線前驅(qū)體；其中，碳靶沉積和鎳靶沉積可以同時進(jìn)行，也可以不同時進(jìn)行；

三、將步驟二所制備的碳化硅納米線前驅(qū)體在管式爐通入保護(hù)氣體的條件下從室溫加熱至900℃～1100℃，并在900℃～1100℃保溫1h～6h；

冷卻過程采用兩步冷卻的方式，第一步冷卻過程：將加熱好的樣品隨爐冷卻至500℃～700℃后將樣品從爐內(nèi)取出；第二步：將取出的樣品在真空管內(nèi)并在保護(hù)氣氛下自然冷卻至室溫，即得本發(fā)明的具有高密度缺陷的碳化硅納米線；其中，所述的真空管放置在室溫環(huán)境下。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度缺陷碳化硅納米線的制備方法，其特征在于步驟一中將單晶硅片襯底用丙酮超聲波清洗20min～25min，再用酒精超聲清洗20min～25min，最后用去離子水超聲清洗20min～25min得到干凈的單晶硅片襯底。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度缺陷碳化硅納米線的制備方法，其特征在于步驟二中將真空倉內(nèi)抽成真空，使得真空倉內(nèi)氣體壓強(qiáng)為3.0×10^-4Pa～7.0×10^-4Pa。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度缺陷碳化硅納米線的制備方法，其特征在于步驟二中啟動加熱裝置，從室溫加熱至200℃～400℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高密度缺陷碳化硅納米線的制備方法，其特征在于步驟二中在溫度為200℃～400℃、碳靶上的濺射功率為100W～150W、鎳靶上的濺射功率為100W～150W和氬氣氣體流量為30sccm～70sccm的條件下預(yù)濺射3min～5min。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高密度缺陷碳化硅納米線的制備方法，其特征在于步驟二中在干凈的單晶硅片襯底上加100V～150V的脈沖負(fù)偏壓，設(shè)置占空比為30%～60%，移開擋板。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度缺陷碳化硅納米線的制備方法，其特征在于步驟三中所述的保護(hù)氣體為氮氣或氬氣。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度缺陷碳化硅納米線的制備方法，其特征在于步驟三中在900℃～1100℃保溫2h～4h。