專利名稱：采用電子束蒸發(fā)方式制備硅納米晶體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采用電子束蒸發(fā)方 式制備硅納米晶體的方法。
背景技術(shù)：
半個(gè)多世紀(jì)以來，以CMOS為主流技術(shù)的半導(dǎo)體集成電路一直在 遵循"摩爾定律"迅速發(fā)展，其特征尺寸已進(jìn)入到納米級(jí)，但同時(shí)也面 臨著越來越嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，因此基于新材料、新原理的納米電子器件如 各種量子點(diǎn)器件、納米線、納米管器件、單電子器件等成為研究的熱 點(diǎn)。在這些納米電子器件的制作中，尺寸小、分布均勻、具有納米量 級(jí)的量子點(diǎn)的制作是一個(gè)關(guān)鍵。
傳統(tǒng)的制備硅納米晶體的方法如PECVD、磁控濺射、離子注入等， 相對(duì)于本發(fā)明，均有不易大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)，而且量子點(diǎn)的尺寸和分 布均勻，制備手段較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
(一) 要解決的技術(shù)問題
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種采用電子束蒸發(fā)方式 制備硅納米晶體的方法，以簡(jiǎn)化工藝步驟，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
(二) 技術(shù)方案
為達(dá)到上述一個(gè)目的，本發(fā)明提供了一種采用電子束蒸發(fā)方式制
備硅納米晶體的方法，該方法包括 在襯底上生長(zhǎng)二氧化硅層；
采用電子束蒸發(fā)方式將硅粉末和二氧化硅粉末的混合物共同蒸發(fā)
至該二氧化硅層上；高溫?zé)嵬嘶稹?br> 上述方案中，所述襯底為平整、潔凈的硅片，或?yàn)榻^緣體上硅SOI。 上述方案中，所述在襯底上生長(zhǎng)二氧化硅層采用熱氧化方法， 上述方案中，所述在襯底上生長(zhǎng)二氧化硅層包括將硅片或SOI
在熱氧化爐中90(TC氧化10分鐘，生長(zhǎng)致密的氧化層。
上述方案中，所述硅粉末和二氧化硅粉末的混合物由3.5克的硅粉 末和4.5克的二氧化硅粉末組成，顆粒度均為300目，蒸發(fā)平均速度為 lA/s。
上述方案中，所述高溫?zé)嵬嘶鹗窃?05(TC下退火45分鐘。
(三)有益效果 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果 本發(fā)明提供的這種采用電子束蒸發(fā)方式制備硅納米晶體的方法， 采用電子束蒸發(fā)技術(shù)中的共蒸法制備納米晶體，通過將硅和二氧化硅 的固體粉末混合在一起蒸發(fā)至熱氧化生長(zhǎng)的二氧化硅層上，制備出性 能穩(wěn)定的納米晶體。采用該方法制備的硅量子點(diǎn)顆粒的大小約為3至 6nm，可用于單電子器件或單電子存儲(chǔ)器的制作等。這種方法具有工藝 步驟少、簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠、易于大規(guī)模制造、能與傳統(tǒng)的微電子工藝 兼容的優(yōu)點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明
圖1是本發(fā)明提供的制備硅納米晶方法的流程圖2至圖4是圖1所示的工藝流程圖5和圖6是本發(fā)明制備的硅納米晶樣品的TEM圖像。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具 體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的制備硅納米晶方法的流程圖，該方法包括
步驟101:在襯底上生長(zhǎng)二氧化硅層；
步驟102:采用電子束蒸發(fā)方式將硅粉末和二氧化硅粉末的混合物 共同蒸發(fā)至該二氧化硅層上； 步驟103:高溫?zé)嵬嘶稹?br> 基于圖1所示的制備硅納米晶方法的流程圖，圖2至圖4示出了 圖1的工藝流程圖，具體包括
如圖2所示，通過熱氧化生長(zhǎng)技術(shù)在硅襯底上生長(zhǎng)二氧化硅層；
如圖3所示，通過電子束蒸發(fā)的方式在二氧化硅層上鍍一層硅和 二氧化硅混合物薄膜；
如圖4所示，將樣品進(jìn)行高溫?zé)嵬嘶稹?br> 下面結(jié)合具體的實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝方法和步 驟，在本實(shí)施例中，采用p型、(100)晶向的2寸硅片做襯底，該襯 底厚525pm,電阻率為2至3Qcm;
步驟1:將硅片在快速熱氧化爐中90(TC氧化10分鐘，生長(zhǎng)致密 的氧化層；
步驟2:用電子束蒸發(fā)的方法蒸發(fā)硅和二氧化硅的混合物。其中， 混合物由3.5克的硅粉末和4.5克的二氧化硅粉末組成，其顆粒度均為 300目，蒸發(fā)平均速度為lA/s
步驟3:高溫?zé)嵬嘶稹?05(TC退火45分鐘。
圖5和圖6示出了本發(fā)明制備的硅納米晶樣品的TEM圖像，該圖 像通過高分辨率透射電鏡所觀察得到。
以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果 進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體 實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)， 所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種采用電子束蒸發(fā)方式制備硅納米晶體的方法，其特征在于，該方法包括在襯底上生長(zhǎng)二氧化硅層；采用電子束蒸發(fā)方式將硅粉末和二氧化硅粉末的混合物共同蒸發(fā)至該二氧化硅層上；高溫?zé)嵬嘶稹?br> 2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用電子束蒸發(fā)方式制備硅納米晶體的方法，其特征在于，所述襯底為平整、潔凈的硅片，或?yàn)榻^緣體上硅SOI。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用電子束蒸發(fā)方式制備硅納米晶體的 方法，其特征在于，所述在襯底上生長(zhǎng)二氧化硅層采用熱氧化方法。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的采用電子束蒸發(fā)方式制備硅納米晶 體的方法，其特征在于，所述在襯底上生長(zhǎng)二氧化硅層包括將硅片或SOI在熱氧化爐中90(TC氧化10分鐘，生長(zhǎng)致密的氧化層。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用電子束蒸發(fā)方式制備硅納米晶體的 方法，其特征在于，所述硅粉末和二氧化硅粉末的混合物由3.5克的硅 粉末和4.5克的二氧化硅粉末組成，顆粒度均為300目，蒸發(fā)平均速度 為lA/s。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用電子束蒸發(fā)方式制備硅納米晶體的 方法，其特征在于，所述高溫?zé)嵬嘶鹗窃?05(TC下退火45分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用電子束蒸發(fā)方式制備硅納米晶體的方法，該方法包括在襯底上生長(zhǎng)二氧化硅層；采用電子束蒸發(fā)方式將硅粉末和二氧化硅粉末的混合物共同蒸發(fā)至該二氧化硅層上；高溫?zé)嵬嘶?。采用該方法制備的硅量子點(diǎn)顆粒的大小約為3至6nm，可用于單電子器件、納米晶浮柵存儲(chǔ)器或單電子存儲(chǔ)器的制作等。這種方法具有工藝步驟少、簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠、易于大規(guī)模制造、能與傳統(tǒng)的微電子工藝兼容的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01L21/203GK101452838SQ200710178770
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2007年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月5日
發(fā)明者明 劉, 琦 劉, 李維龍, 涂德鈺, 琴 王, 謝常青, 銳 賈, 陳寶欽, 龍世兵 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所