Спосіб одержання масивів нанокристалів кремнію

Спосіб одержання масивів нанокристалів кремнію, який включає осадження на напівпровідникову кремнієву підкладку р-типу провідності шару плівки золота, вирощування за механізмом парарідина-кристал нанокристалів кремнію, який відрізняється тим, що перед вирощуванням нанокристалів кремнію додатково здійснюють термічний відпал напівпровідникової кремнієвої підкладки. (19) (21) u201103520 (22) 24.03.2011 (24) 25.10.2011 (46) 25.10.2011, Бюл.№ 20, 2011 р. (72) ДРУЖИНІН АНАТОЛІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ОСТРОВСЬКИЙ ІГОР ПЕТРОВИЧ, НІЧКАЛО СТЕПАН ІГОРОВИЧ, ХОВЕРКО ЮРІЙ МИКОЛАЙОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА" 3 джені часточки золота на підкладці утворюють краплі сплаву Au/Si перед введенням кремніймісткого газу. Природа поверхні кремнієвої підкладки може відігравати дуже важливу роль у процесі росту масивів нанокристалів кремнію. На противагу окисленим поверхням, поверхні з обірваними водневими зв'язками сприяють утворенню малих розплавлених часток каталізатора Au/Si, а тому можна виростити масиви нанокристалів кремнію з мінімальним діаметром ядра 3 нм та довжиною 2 мкм. Їх діаметр та розміщення можна проконтролювати, використовуючи різницю в коефіцієнтах термічного розширення золота та поверхні кремнію, використовуючи термічний відпал, що веде до збільшення чи зменшення діаметрів зародків сплаву метал/Si, в залежності від температури відпалу. Це дозволяє отримати контрольований розподіл крапель Si-Au за діаметрами на кремнієвій підкладці при відпалі, регулярне розміщення вирощених кристалів на кремнієвій підкладці за діаметрами, що, в свою чергу, дозволило б отримати масиви нанокристалів з наперед заданими розмірами. На фіг.1 зображено схематичний вигляд масиву нанокристалів кремнію на кремнієвій підкладці, де 1-монокристалічна кремнієва підкладка, 2 - краплі сплаву Si-Au, 3 - масив нанокристалів кремнію. На фіг.2 наведено розподіл крапель сплаву Si-Au за діаметрами на кремнієвій підкладці при температурі відпалу Т=600 °C, на фіг.3 показано розподіл крапель сплаву Si-Au за висотою при температурі відпалу Т=600 °C. На фіг.4 наведено розподіл 63926 4 крапель сплаву Si-Au за діаметрами на кремнієвій підкладці при температурі відпалу Т=500 °C, на фіг.3 показано розподіл крапель Si-Au за висотою при температурі відпалу Т=500 °C. Спосіб одержання масивів нанокристалів кремнію здійснюють так, фіг.1: на монокристалічну кремнієву підкладку 1 осаджують шар плівки золота в установці вакуумного розпилення за температури осадження Т=1300 °C; проводять термічний відпал напівпровідникової кремнієвої підкладки, під час якого плівка золота коагулює у краплі сплаву Si-Au 2 і вирощують за механізмом парарідина-кристал масиви нанокристалів кремнію 3. При температурі відпалу, наприклад Т=600 °C, фіг.2, краплі Si-Au розподілені в околі діаметрів 100 нм та висотою - 60 нм фіг.3. Зменшення температури відпалу до, наприклад Т=500 °C, привело до зменшення діаметру - 50 нм та висоти 25 нм крапель Si-Au, згідно фіг.4 та фіг.5, відповідно. Ці результати свідчать про контрольованість розподілу сплаву Si-Au за діаметрами. Таким чином, введення термічного відпалу напівпровідникової кремнієвої підкладки 1 із нанесеною плівкою золота, що коагулює в краплі сплаву Si-Au 2 призводить до контрольованого процесу зародкоутворення, що дає можливість отримувати у технологічному процесі масиви нанокристалів 3 з наперед заданими розмірами, необхідних для створення на їх основі сучасних конкурентоздатних напівпровідникових приладів, що є умовою впровадження у серійне виробництво для потреб мікро- і наноелектроніки. 5 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 63926 6 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601