[发明专利]磁控溅射联合快速退火技术制备Ge/Si量子点

权利要求书

1.一种磁控溅射联合快速退火技术制备Ge/Si量子点的方法，该方法以超高真空磁控溅射仪为生长设备，纯度为99.999%的Ar气为工作气体，纯度为99.999%的高纯本征Si和本征Ge为溅射靶材，其特征在于采用单面抛光低掺杂N型单晶Si为衬底，首先对磁控溅射腔体进行真空化处理和对清洗后的衬底进行溅射前的加热脱气处理，接着于衬底上先溅射生长20-50nm的Si缓冲层，后生长2.3-4nm的Ge薄膜，获得初始样品，最后将初始样品放入快速退火炉中进行快速退火处理获得量子点最终样品。

2.根据权利要求1所述的制备Ge/Si量子点的方法，其特征在于所述量子点的生长衬底为晶面取向为110、厚度为0.3-0.6mm、电阻率为1-8Ω.cm的单面抛光低掺杂N型单晶Si。

3.根据权利要求1所述的制备Ge/Si量子点的方法，其特征在于溅射沉积薄膜前，溅射腔体真空度低于2.0×10^-4Pa。

4.根据权利要求1所述的制备Ge/Si量子点的方法，其特征在于溅射沉积薄膜前，对衬底加温至800^OC-900^OC完成脱气处理。

5.根据权利要求1所述的制备Ge/Si量子点的方法，其特征在于磁控溅射技术中靶材与衬底之间以垂直溅射的方式,通过转动衬底位置，在衬底上先沉积Si，然后沉积Ge。

6.根据权利要求1所述的制备Ge/Si量子点的方法，其特征在于所述步骤中沉积Si缓冲层前，预先启动Si靶材射频溅射，通过预溅射清除靶材表面杂质，具体条件如下：Ar气流量为10-15sccm；溅射气压为3-5Pa；射功率为50-60w；溅射时间为600s。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤中沉积Si缓冲层时先将衬底降温至700^OC，以射频溅射为沉积方式，具体条件如下：Ar气流量为10-15sccm；溅射气压为0.3-0.4Pa；射功率为45-60w；沉积厚度为20-50nm；保温时间为30-60min。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤中沉积Ge薄膜前，预先启动Ge靶材直流溅射，通过预溅射清除靶材表面杂质，具体条件如下：Ar气流量为10-15sccm；溅射气压为3-5Pa；射功率为50-60w；溅射时间为600s。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤中沉积Ge时先将衬底降温至600-650^OC，以直流溅射为沉积方式，具体条件如下：Ar气流量为5-8sccm；溅射气压为0.3-0.4Pa；溅射功率为30-40w；沉积厚度为2.3-4.0nm；溅射完毕后即刻自然降温获得初始样品。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤中对初始样品的处理为将样品放入快速退火炉中进行快速退火处理，退火参数如下：以N₂为保护气体，退火温度为700^OC-750^OC，退火时间为600-650s。