[发明专利]一种含硅纳米粒子的氮化硅薄膜制备方法

摘要

本发明公开了一种含硅纳米粒子的氮化硅薄膜制备方法步骤为：①清洗P型单晶硅衬底；②采用等离子体增强化学气相沉积技术在衬底上制备富含硅的非化学计量比氮化硅薄膜；③以氮气为保护气体，把制备完毕的氮化硅薄膜置于石英炉内进行750～800℃高温退火，退火方式是石英管退火炉直接升温至750～850℃后保持8～12分钟，之后在无任何外加冷却措施的条件下通过石英管退火炉自身散热冷却至室温。非化学计量比的氮化硅薄膜经高温退火后，硅纳米粒子通过相分离过程镶嵌在氮化硅薄膜内。镶嵌在氮化硅薄膜内的硅纳米粒子最大特点是硅纳米粒子平均尺寸小、有序性高、量子限制效应强、制备工艺简单。

主权项

一种含硅纳米粒子的氮化硅薄膜制备方法，包括下述步骤：(1)清洗P型单晶硅片；(2)采用等离子体增强化学气相沉积技术在基片上制备非化学计量比氮化硅薄膜；其中通入的气体及其流量为：氢气稀释8％～10％的SiH4：50sccm～70sccm，纯度99.99％～99.999％的NH3：40sccm～60sccm，射频功率：70W～90W，射频频率：13.56MHz，基片温度：180～220℃，镀膜时间：40分钟～55分钟；(3)对制备完毕的非化学计量比氮化硅薄膜进行高温退火处理；退火方式是：升温前，向石英管退火炉内通入纯度为99.99％～99.999％的氮气并保持8分钟～12分钟，氮气流量为3sccm～5sccm，将氮化硅薄膜置于石英舟上推入石英炉内，在氮气氛围下直接升温至750℃～850℃，保持8分钟～12分钟，断开加热电源，氮化硅薄膜于石英炉内在无任何外加冷却措施的条件下通过石英管退火炉自身散热冷却至室温。退火结束后，通过相分离过程尺寸小、有序性高、量子限制效应强的硅纳米粒子便在氮化硅薄膜内形成；所述百分比均为体积百分比。