一种大面积量子点及其阵列制造方法

摘要

本发明公开了一种大面积量子点及其阵列制造方法。首先，在衬底缓冲层之上沉积一层薄的电介质层，采用软紫外纳米压印和刻蚀工艺在电介质层上制作出纳米孔图形阵列；然后，以制备的图形化衬底为模板，使用选择性外延生长工艺，在图形窗口区域纳米孔内生长种子层量子点，去除电介质层，得到种子层；在种子层之上生长隔离层，在隔离层之上垂直堆积生长量子点，获得大面积完美量子点及其阵列。该方法充分结合并利用具有电介质层的图形化衬底、选择性外延生长和垂直堆积生长工艺的优势。实现大小和形状高度均匀、成核位置精确控制、长程有序、光学特性好以及无缺陷的大面积完美量子点的制造，具有成本低、生产效率高、适合规模化生产的优点。

主权项

一种大面积量子点及其阵列制造方法，在衬底所包括的缓冲层之上沉积一层薄的电介质层，采用软紫外纳米压印和刻蚀工艺在电介质层上制备出纳米孔图形阵列，形成图形化衬底；以制备的图形化衬底为模板，使用选择性外延生长工艺，在图形窗口区域纳米孔内先生长种子层量子点，然后去除电介质层，最后得到种子层；在种子层之上生长隔离层，在隔离层之上垂直堆积生长量子点，获得大面积量子点及其阵列；其特征是，所述制造方法的基本工艺流程是：（1）衬底预处理；衬底清洗去污后，首先在其上生长300‑500nm厚的缓冲层，然后沉积一层15‑50nm薄的二氧化硅或氮化硅的电介质层；（2）图形化衬底采用软紫外纳米压印和刻蚀工艺在步骤（1）所述的电介质层上形成大面积纳米孔图形阵列；（3）生长种子层量子点在选择性外延生长量子点之前，首先，需要去除图形化衬底电介质层表面的氧化物和污染物；随后，采用选择性外延生长工艺生长第一层量子点，并进行退火处理；最后，去除电介质层，获得种子层量子点；（4）垂直堆积生长量子点首先，去除种子层表面的氧化物和污染物；其次，在种子层之上生长薄的隔离层，隔离层厚度为10‑30nm；最后，在隔离层之上垂直堆积生长量子点，根据实际需要继续重复生长隔离层以及垂直堆积生长多层量子点；（5）沉积覆盖层首先低温480℃‑500℃下沉积一层2‑4nm薄的覆盖层，随后正常生长温度600℃下沉积70～80nm厚的覆盖层；（6）退火处理。