[发明专利]高密度硅纳米晶薄膜的制备方法

权利要求书

1、一种高密度硅纳米晶薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

A、在硅衬底上形成二氧化硅层；

B、将一氧化硅作为靶材通过电子束蒸发法沉积至上述的二氧化硅层上，形成混合物薄膜层；

C、向上述的混合物薄膜层中注入硅离子；以及

D、将步骤C的混合物薄膜层进行退火，形成高密度的硅纳米晶薄层。

2、根据权利要求1所述的高密度硅纳米晶薄膜的制备方法，其特征在于，其中步骤A所述的硅衬底为低阻硅衬底、高阻硅衬底或绝缘体上硅结构衬底。

3、根据权利要求1所述的高密度硅纳米晶薄膜的制备方法，其特征在于，其中步骤A是采用高温热氧化方法形成二氧化硅层，包括：

预热阶段，温度100℃～300℃，时间20～30秒，氧流量大于0.5升/分钟；

升温阶段，温度600℃～650℃，时间3～4秒，氧流量大于0.6升/分钟；以及

恒温阶段，温度600℃～750℃，时间600～700秒，氧流量大于0.6升/分钟。

4、根据权利要求1所述的高密度硅纳米晶薄膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤A还包括：用丙酮、无水乙醇和去离子水依次对二氧化硅层进行超声波清洗。

5、根据权利要求1所述的高密度硅纳米晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤B中所述一氧化硅为200～250目的粉末。

6、根据权利要求1所述的高密度硅纳米晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤B包括：一氧化硅粉末烧结成靶材；电子束蒸发法的参数为：真空度大于1.1×10^-6Pa；蒸发时电流控制在280～330mA；保护气体为纯度高于99.99％的Ar气，压强为高于1.5Pa。

7、根据权利要求1所述的高密度硅纳米晶薄膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤C是通过离子注入法向混合物薄层中注入硅离子。

8、根据权利要求7所述的高密度硅纳米晶薄膜的制备方法，其特征在于，所述的离子注入法包括以下步骤：将待注入硅片放入高能离子植入机中；选择注入的离子，通过查该离子植入的投影射程与植入能量的关系表确定待植入的离子在该材料中的理论深度，随后由该数据计算出带注入离子的面密度推算出注入计量；通过上述确定的植入离子类型、能量和计量完成离子注入工艺。

9、根据权利要求1所述的高密度硅纳米晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤D是采用氮气保护下进行退火。

10、根据权利要求1所述的高密度硅纳米晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤D中所述的退火的温度为1000℃～1100℃，退火的时间为1～2小时。