大氫稀釋逐層法制備納米硅薄膜

王 祥

(韓山師范學(xué)院，廣東潮州521041)

0 引言

硅顆粒根據(jù)其尺寸的大小不同可以分為多晶硅、微晶硅和納米硅。多晶硅多用在大規(guī)模集成電路中作為柵極材料，微晶硅常用來作為制備高性能太陽能電池的原材料，而納米硅則在現(xiàn)今廣泛應(yīng)用于各種納米器件的研究，是納米器件結(jié)構(gòu)的核心部分。納米硅晶粒的質(zhì)量直接影響器件功能的實(shí)現(xiàn)和器件的性能，因而如何制備高密度、分布可控、尺寸一致的納米硅量子點(diǎn)，是各種納米器件研究中首先需要解決的問題。目前制備納米硅結(jié)構(gòu)的方法可以分為“自上而下”和“自下而上”兩種類型。前者利用當(dāng)今先進(jìn)的超微加工技術(shù)，如光刻、電子束和聚焦離子束刻蝕等加工技術(shù)直接制備出納米尺度的結(jié)構(gòu)，后者則以原子和分子為單位，通過生長的方式來獲得納米尺度的量子點(diǎn)和量子線結(jié)構(gòu)，如利用氣相沉積或者分子束外延的方法，利用離子注入結(jié)合高溫退火形成納米晶粒和各種化學(xué)合成法。雖然這些技術(shù)都可以制備出納米硅薄膜，但他們本身都存在缺點(diǎn)。“自上而下”方法需要借助精密儀器，像AFM(Atomic Force Microscopy)、SPM(Scanning Probe Microscopy)探頭對(duì)原子分子進(jìn)行直接搬運(yùn)或控制，或者利用聚焦到幾個(gè)納米的電子束和離子束來“刻畫”細(xì)微結(jié)構(gòu)，故而儀器成本極為昂貴且操作條件苛刻，生產(chǎn)速度緩慢，無法滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需要，只能適用于小范圍基礎(chǔ)研究。離子注入技術(shù)得到的硅量子點(diǎn)的尺寸大小和分布不能很好地控制，化學(xué)合成的方法很難和現(xiàn)有的硅工藝兼容。……