[發(fā)明專利]一種自組裝形成尺寸可控的硅納米晶薄膜的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310694281.0
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103700576A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 暢庚榕;馬飛;徐可為;韓婷
• 申請（專利權(quán)）人: 西安文理學(xué)院
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/20
• 代理公司: 西安西交通盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 61217
• 代理人: 王艾華

1.一種自組裝形成尺寸可控的硅納米晶薄膜的制備方法，其特征在于：該方法包括下述步驟：

1）選用玻璃或者單晶硅片作為襯底，并進(jìn)行鍍膜前預(yù)處理；

2）Ar氣作為濺射氣氛，在對基體施加偏壓的條件下，采用射頻和直流電源分別對硅靶和碳靶進(jìn)行磁控共濺射，在玻璃或者硅基體上交替沉積非晶硅/碳超晶格結(jié)構(gòu)多層薄膜；

3）鍍膜完成后，原位進(jìn)行X射線光電子能譜檢測；

4）在氮?dú)庀路蛛A段進(jìn)行退火處理；

5）進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)和性能檢測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自組裝形成尺寸可控的硅納米晶薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟1）中，襯底厚度為500～520um，依次經(jīng)過表面活性劑、去離子水、丙酮、無水乙醇各超聲清洗15-20min。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自組裝形成尺寸可控的硅納米晶薄膜的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑為椰油酸單乙醇酰胺（CMEA）或椰油酸二乙醇酰胺。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自組裝形成尺寸可控的硅納米晶薄膜的制備方法，其特征在于，所述硅靶和碳靶尺寸規(guī)格為φ50.4mm×3mm，純度為99.99%；背底真空為8.2×10^-8mbar。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自組裝形成尺寸可控的硅納米晶薄膜的制備方法，其特征在于，所述射頻電源功率控制在100W，直流電源控制在100W；濺射速率為0.6～1.5nm/min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自組裝形成尺寸可控的硅納米晶薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟2）中，交替沉積是首先在基片上沉積一層碳，厚度為10nm，其次一層硅一層碳交替沉積為多層超晶格薄膜，其中，碳層厚度保持為10nm，改變硅層厚度，使硅層厚度/碳層厚度比在0.5-3之間變化。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自組裝形成尺寸可控的硅納米晶薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟2）中，進(jìn)行磁控共濺射的同時對基體施加80V的負(fù)偏壓。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自組裝形成尺寸可控的硅納米晶薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟4）中，氮?dú)庀路蛛A段進(jìn)行退火處理，首先從室溫以25-30℃/min的升溫速率升溫至900-1000℃，保溫20min；再以25-30℃/min的升溫速率升溫至1100-1150℃，保溫1h，最后以相同速率降溫至室溫。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自組裝形成尺寸可控的硅納米晶薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟4）中，退火氣氛為離化的氮原子氣氛，氣壓為0.25～0.32MPa。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自組裝形成尺寸可控的硅納米晶薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟4）中，在玻璃或者硅基體上交替沉積非晶硅/碳超晶格結(jié)構(gòu)多層薄膜經(jīng)氮?dú)庀路蛛A段退火處理形成α-SiC/nc-Si多層球形、條狀或磚塊狀結(jié)構(gòu)薄膜。