[发明专利]一种制备nc-Si/SiOx薄膜MIS结构器件的方法

权利要求书

1.一种制备nc-Si/SiOx薄膜MIS结构器件的方法，其中，MIS结构器件 的M层为电极层，I层为nc-Si/SiOx薄膜，S层为P型晶体硅，其特征 在于，所述方法包括以下步骤：

(1)样品制备步骤：将双面抛光的P型(100)晶相单晶硅片裁成 3cm×3cm见方小片，作为待生长薄膜的衬底，所述单晶硅的电阻率为 5-10Ω·cm；

(2)样品准备步骤：将单晶硅片先用丙酮和甲醇混合液浸泡3分钟，然 后烘干，再用体积比为1:2:5的NH₄OH:H₂O₂:H₂O混合液浸泡5分钟，经去 离子水处理后，再放入体积比为1:10的HF:H₂O溶液中1分钟，然后取出， 用去离子水清洗，最后烘干；

(3)抽真空步骤；将单晶硅片衬底放在下电极上，进行抽真空，腔内 真空度达到10^-4pa时加热下电极，加热温度为200-500℃；

(4)通气步骤：通入纯度为99.9999％的SiH₄气体、纯度为99.999％的 H₂气体和纯度99.999％的N₂O气体的混合气体，其中SiH₄、H₂和N₂O总流 量90sccm-150sccm，流量比为2:98:2-2:98:10，反应气压为100-300pa；

(5)射频发生步骤：开启射频电源，调节最佳匹配，其中射频电源频率 为13.56Mz，功率为80-200w；

(6)加偏压步骤：开启下电极偏压源，直流负偏压，电压值为10-100v；

(7)薄膜生长步骤：生长nc-Si/SiOx薄膜，生长时间为1-2小时，膜 厚为200nm-300nm；以及

(8)将生长有nc-Si/SiOx薄膜的单晶硅片取出，放入高真空电阻蒸发 镀膜机，并将铝条放入所述镀膜机，打开机械泵，腔内压强先抽到5.5pa 然后打开分子泵和冷却水将压强抽到10^-4帕，再继续抽1小时后开始镀 电极膜层，蒸发电压1.45V，镀膜时间为5分钟，镀膜完成后，将 nc-Si/SiOx薄膜MIS结构器件取出，测量器件的电学性质。

2.根据权利要求1所述的制备nc-Si/SiOx薄膜MIS结构器件的方法， 其特征在于，在所述抽真空步骤中，下电极的加热温度为350℃。

3.根据权利要求1所述的制备nc-Si/SiOx薄膜MIS结构器件的方法， 其特征在于，在所述通气步骤中，SiH₄、H₂和N₂O总流量为104sccm。

4.根据权利要求1所述的制备nc-Si/SiOx薄膜MIS结构器件的方法， 其特征在于，在所述通气步骤中，SiH₄、H₂和N₂O的流量比为2:98:4。

5.根据权利要求1所述的制备nc-Si/SiOx薄膜MIS结构器件的方法， 其特征在于，在所述通气步骤中，所述反应气压为230pa。

6.根据权利要求1所述的制备nc-Si/SiOx薄膜MIS结构器件的方法， 其特征在于，在所述加偏压步骤中，直流负偏压的电压值为65v。

7.根据权利要求1所述的制备nc-Si/SiOx薄膜MIS结构器件的方法， 其特征在于，在所述射频发生步骤中，射频电源的功率为120w。

8.根据权利要求1-7所述的制备nc-Si/SiOx薄膜MIS结构器件的方法， 其特征在于，在所述生长步骤中，氢化纳米晶硅薄膜的厚度控制为200 纳米，生长时间为1小时。