一种掺硼富硅氧化硅薄膜及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种掺硼富硅氧化硅薄膜及其制备方法和应用，采用共溅射制备掺硼富硅氧化硅薄膜，并通过之后的高温热处理在氧化硅薄膜内生成掺硼的硅纳米晶。由于掺硼硅纳米晶的形成，薄膜的导电性增强；由于硼还处于氧化硅基体中及硅纳米晶和氧化硅基体界面处，引入了发光中心，增强了薄膜的光致发光，并使其可以宽光谱白光发光。发明制备工艺简单，工业兼容性好，在硅基集成光源或半导体发光，太阳能电池，非线性光学等领域具有广阔的应用前景。

主权项

一种掺硼富硅氧化硅薄膜在紫外光入射的条件下呈现宽光谱白光发射的应用，其特征在于，所述的掺硼富硅氧化硅薄膜的制备方法，包括如下步骤：(1)将电阻率为ρ＝0.01～500Ω.cm的硅片清洗后作为衬底，将衬底加热至50‑500℃；(2)在真空度为8×10^‑4～5×10^‑3Pa下，通入高纯Ar和高纯O₂混合气体，利用射频溅射对硅靶和硼靶进行反应共溅射，在衬底上沉积薄膜；共溅射时，硅靶的溅射功率为70～190W，硼靶的溅射功率为5～100W，溅射腔室的压强为1～5Pa；(3)惰性气氛下，对步骤(2)得到的薄膜进行热处理，即得到掺硼富硅氧化硅薄膜；所述的掺硼富硅氧化硅薄膜的Si/O原子比为0.51～0.65或0.66～0.99；步骤(3)中热处理的条件为：在600～1200℃下热处理0.5～3小时。