用离子束溅射技术生长高密度细小自组织Ｇｅ量子点的方法技术

本发明专利技术涉及一种用离子束溅射技术生长高密度细小自组织Ｇｅ量子点的方法，属半导体量子材料的制备技术领域。本发明专利技术采用离子束真空溅射技术，使用氩气作为工作气体，在生长温度为６００℃～８００℃，工作室本底真空度小于３．０×１０－４Ｐａ，束流电压为０．５ｋＶ～１．１ｋＶ，生长束流为４ｍＡ～１５ｍＡ的条件下，在硅基底材料上生长了一层Ｓｉ缓冲层，然后自组织生长单层Ｇｅ量子点。该方法有效解决了低温和大溅射速率下离子束溅射技术制备量子点材料存在的可控性差、高宽比低、需要多层生长来调控量子点尺寸均匀性的不足，获得了高密度、小尺寸、尺寸均匀、大高宽比的量子点材料，且生产成本低，可控性好，易于产业化生产，因此是制备量子点的一种简易而高效的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体量子材料的制备方法，特别是使用离子束溅射技术来自组织生 长Ge量子点的方法。
技术介绍
量子点又称人工原子，它是由数目有限的原子形成的纳米尺寸的晶粒。在量子点 中，电子(或空穴)在空间三个方向上的运动均受到限制，其物理特性出现了许多不同于体 材料和量子阱的新特点即能级结构是类原子的分立结构，而且各个能级的简并度是有限 的；由于多个电子(或空穴)被束缚在一个很小的尺度内，电子(或空穴)之间的库仑相互 作用很强，库仑势的存在足以影响量子点的能级结构；在磁场作用下也会出现塞曼分裂的 类原子现象；随量子点尺寸的减小将出现发光强度增强、发光位置蓝移的现象。而Si/Ge系 统中利用层加岛模式(SK)自组织生长的Ge量子点，由于具有与硅基工艺兼容的巨大优势， 有望成为未来纳米电子、光子器件的基础材料，应用前景广阔。 目前硅基Ge量子点自组织生长的方法主要有化学气相沉积(CVD)和分子束外延 技术(MBE)，这两种技术已经把Ge量子点成功的应用到各种光电探测器中，但是由于制备 量子点材料时，存在着生产成本高、工艺复杂、生产效率低的问题，不利于大规模产业化生 产。本专利技术人的专本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子束溅射技术生长高密度细小自组织Ｇｅ量子点的方法，采用离子束真空溅射技术，使用氩气作为工作气体，其特征在于在生长温度为６００℃～８００℃，工作室本底真空度小于３．０×１０↑［－４］ｐａ，束流电压为０．５ＫＶ～１．１ＫＶ，生长束流为４ｍＡ～１５ｍＡ的条件下，在硅基底材料上生长了一层Ｓｉ缓冲层，然后自组织生长单层Ｇｅ量子点。

【技术特征摘要】
一种离子束溅射技术生长高密度细小自组织Ge量子点的方法，采用离子束真空溅射技术，使用氩气作为工作气体，其特征在于在生长温度为600℃~800℃，工作室本底真空度小于3.0×10-4pa，束流电压为0.5KV~1.1KV，生长束流为4mA~15mA的条件下，在硅基底材料上生长了一层Si缓冲层，然后自组织生长单层Ge量子点。2. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于所述离子束溅射通过转动高纯Ge靶材和高 纯Si靶材的位置，在硅基底材料上溅射沉积Ge和Si薄膜。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述离子束溅射的其余工作条件是溅 射压强为2. 0X10—乍a，加速电压为100V 200V，放电电压为70V 75V，溅射速率为0. Olnm/ s 0. 025nm/s。4. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于所述离子束溅射生长过程为预先在 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宇，王茺，熊飞，杨杰，张学贵，李亮，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]