[发明专利]一种制备硅纳米晶薄膜的方法

权利要求书

1、一种制备硅纳米晶薄膜的方法，其特征在于，该方法包括：

在硅衬底上热生长二氧化硅层；

将一定配比的硅粉末和二氧化硅粉末的混合物作为靶材通过磁控溅射法沉积至所述二氧化硅层上，形成富硅的混合物薄膜层；

在氮气气氛下将形成的混合物薄膜层高温退火形成硅纳米晶薄层。

2、根据权利要求1所述的制备硅纳米晶薄膜的方法，其特征在于，所述硅衬底为平整洁净的低阻硅衬底、高阻硅衬底，或绝缘体上硅SOI结构衬底。

3、根据权利要求1所述的制备硅纳米晶薄膜的方法，其特征在于，所述在硅衬底上热生长二氧化硅层的步骤中，采用高温热氧化方法生长二氧化硅层，具体高温热氧化条件为：

预热阶段，温度200℃，时间30秒，氧流量0.6升/分钟；

升温阶段，温度650℃，时间3.5秒，氧流量0.6升/分钟；

恒温阶段，温度700℃，时间660秒，氧流量0.6升/分钟。

4、根据权利要求1所述的制备硅纳米晶薄膜的方法，其特征在于，所述在硅衬底上热生长二氧化硅层的步骤之后进一步包括：

将待溅射的样品用丙酮、无水乙醇和去离子水进行超声波清洗。

5、根据权利要求1所述的制备硅纳米晶薄膜的方法，其特征在于，所述磁控溅射法采用射频磁控溅射法。

6、根据权利要求1所述的制备硅纳米晶薄膜的方法，其特征在于，所述将一定配比的硅粉末和二氧化硅粉末的混合物作为靶材通过磁控溅射法沉积至所述二氧化硅层上，形成富硅的混合物薄膜层的步骤包括：

将5克的硅粉末和10克的二氧化硅粉末构成的混合物经过高温烧结形成靶材，该混合物的颗粒度均为300目；

将制备好的靶材放到磁控溅射议上，采用射频磁控溅射沉积到待溅射的样品表面，具体工艺参数为：腔体真空度为1.1×10^-4Pa；射频功率为80W；电流为300mA；保护气体为纯度99.99％的Ar气，压强为1.5Pa。

7、根据权利要求1所述的制备硅纳米晶薄膜的方法，其特征在于，所述在氮气气氛下将形成的混合物薄膜层高温退火形成硅纳米晶薄层的步骤包括：采用氮气保护，温度为1050℃，退火时间为1小时。