一种Si自离子注入硅基材料改善发光性能的方法技术

本发明专利技术提供一种Si自离子注入硅基材料改善发光性能的方法，基于离子注入与退火技术，在表面清洗干净的硅基材料——Si基片或SOI基片的硅薄膜上通过3~5次不同能量Si自离子注入，再经调节常规退火或快速热退火不同的参数得到发光性能优异的硅基发光材料。本发明专利技术的核心在于利用离子注入技术，依次以剂量相同，能量逐步减小的方式进行Si自离子注入，增加离子注入有源层厚度，获得发光效率高，荧光湮灭速率低以及温度稳定性好的硅基发光材料。

A method for improving the luminescence performance of Si self implanted silicon based materials

【技术实现步骤摘要】
一种Si自离子注入硅基材料改善发光性能的方法
本专利技术为一种Si自离子注入硅基材料改善发光性能的方法，属于硅基发光材料的制备领域。
技术介绍
硅基材料由于其间接带隙性质导致其辐射复合发光行为通常需要通过声子辅助来实现，导致其在光电集成领域一直止步不前。目前，为了改善硅基材料发光性能利用缺陷工程对其发光改性的途径成为材料科学领域主要集中研究的热点。以离子注入为代表缺陷工程，通过离子注入向晶体Si中引入缺陷，不同种类的缺陷及团簇可在禁带中形成位置和宽度不同的杂质（或缺陷）亚能级，使材料中的电子和空穴就能够在亚能级直接辐射复合发光，从而摆脱声子对硅基材料发光的巨大影响。同时，离子注入工艺也是目前大规模集成电路以及半导体CMOS原件必不可少的工艺，可见其对于全硅基光电集成拥有巨大潜力。因此，通过离子注入改善硅基材料也成为目前国内外研究热点。仅通过对注入剂量、退火温度等的调控，国内外许多研究团队就观察到了Si+离子自注入硅基材料类型丰富（十余种）的发光行为。目前，通过离子注入已经得到一些较好发光性能的样品，尽管这些研究进展对改善硅基材料发光都具有举足轻重的作用，但是它们的外量子效率却依然只有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Si自离子注入硅基材料改善发光性能的方法，其特征在于：步骤为：（1）使用Shiraki标准清洗法对硅基材料进行清洗，硅基材料为p型Si基片硅薄膜、SOI基片顶层硅薄膜；（2）在硅基材料Si薄膜利用离子注入机进行3‑5次能量Si自离子注入，能量为50KeV~250KeV ，每次注入能量依次减小，每次注入相同剂量，剂量为 1×10

【技术特征摘要】
1.一种Si自离子注入硅基材料改善发光性能的方法，其特征在于：步骤为：（1）使用Shiraki标准清洗法对硅基材料进行清洗，硅基材料为p型Si基片硅薄膜、SOI基片顶层硅薄膜；（2）在硅基材料Si薄膜利用离子注入机进行3-5次能量Si自离子注入，能量为50KeV~250KeV，每次注入能量依次减小，每次注入相同剂量，剂量为1×1013cm-2~1×1016cm-2；（3）对自注入后的硅基材料进行常规退火及快速热退火，其中p型Si基片进行常规退火处理，退火温度为600℃~900℃，退火时间为30~60mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：王茺，欧阳凌曦，周蒙薇，王荣飞，杨杰，邱锋，杨宇，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：云南,53