[发明专利]基于金属诱导结晶工艺的新型Si基Ge量子点结构制备方法

摘要

基于金属诱导结晶工艺的新型Si基Ge量子点结构制备方法，在硅晶片、二氧化硅、氮化硅，玻璃或石英基片构成的绝缘衬底上；采用化学气相沉积(CVD)自组织方法生长多层Ge量子点/a－Si膜，所述的化学气相沉积包括在约450－550℃温度下以SiH₄为气源沉积a－Si、以GeH₄为气源沉积Ge量子点，掺杂方式可以是在所述的a－Si外延沉积中，以B₂H₆、PH₃为气源进行原位p、n型掺杂；或者是在化学气相沉积(CVD)制备多层Ge量子点/a－Si膜后对该异质结构的外延层进行硼离子或磷离子注入掺杂；然后刻蚀出金属淀积窗口，金属淀积；最后利用金属诱导结晶机制在低温范围下退火，形成大面积完整晶态Si基Ge量子点多层膜结构材料。

主权项

1、一种基于金属诱导结晶工艺的新型Si基Ge量子点结构制备方法，其特征包括：在硅晶片、二氧化硅、氮化硅，玻璃或石英基片构成的绝缘衬底上；采用化学气相沉积(CVD)自组织方法生长多层Ge量子点/a-Si膜，即外延生长多周期的Ge量子点/a-Si多层膜；所述的化学气相沉积包括在约450-550℃温度下以SiH4为气源沉积a-Si、以GeH4为气源沉积Ge量子点，掺杂方式可以是在所述的a-Si外延沉积中，以B2H6、PH3为气源进行原位p、n型掺杂；或者是在化学气相沉积(CVD)制备多层Ge量子点/a-Si膜后对该异质结构的外延层进行硼离子或磷离子注入掺杂；然后刻蚀出金属淀积窗口，可以采用溅射、电子束蒸镀或电镀方法进行金属淀积；最后利用金属诱导结晶机制在低温范围下退火，将该量子点多层膜中的非晶硅层诱导晶化后形成大面积完整晶态Si基Ge量子点多层膜结构材料；该退火为真空退火或惰性气体保护下退火，温度范围在400℃-550℃，退火时间1-20小时。