[發明專利]用短脈沖激光產生的等離子體作用在硅表面制備PN層的方法

有效

• 申請號: 202110689764.6
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113436968B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 黃忠梅;黃偉其;鄭云譽;陳夢元;張航;李鑫;王安琛;王梓霖;王可
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: H01L21/268
• 分類號: H01L21/268;H01L21/324
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 李亮;程新敏

1.一種利用短脈沖激光產生的等離子體作用在硅表面制備PN結的方法，其特征在于：用飛秒或納秒脈沖激光束作用硅表面，產生表面等離子層，電子跟隨光頻震蕩浮于表面形成電子氣，而惰性大的硅離子層分布在下方，通過向硅離子層注入P型摻雜形成下面的P型硅層；然后，在短脈沖激光濺射出的硅離子逐漸沉積的表層上沖入N型氣體形成上面的N型硅層；最后，經高溫退火形成穩定的PN結層結構；

所述的注入P型摻雜是在10^-6?Pa的真空腔中，用紫外納秒激光束作用三族固體靶材濺射離子沉積于硅緩沖層上，進行P型摻雜，從而形成P型硅層；

所述的N型硅層是在10^-6?Pa的真空腔中沖入N型氣體，將真空降至10Pa左右，用紫外納秒激光束作用于硅靶上濺射硅離子摻氮沉積于P型硅層上，形成N型硅層，其過程中加負高壓1800V形成等離子體束流30-50mA以加固N型硅層；

所述的經高溫退火形成穩定的PN結層結構是將利用短脈沖激光產生的等離子體作用在硅表面制備的PN層上用納秒脈沖激光沉積上硅封頂層，經1000℃高溫退火晶化形成穩定的PN結層結構。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：在利用短脈沖激光產生的等離子體作用制備的硅PN層中，用退火與摻雜構建PIN夾層里的量子點結構，從而應用與硅基發光和光伏器件中。