含氧的n-型β-硅化铁(FeSi₂)及其制造方法

摘要

含氧的n-型beta-FeSi2纳米线是经由化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition)来合成。在650℃～950℃的温度范围间，经由载流气体(carrier gas)将前驱物FeCl3运送到硅基板处反应生成n-型β相的FeSi2，β-FeSi2的结构可以经由XRD和TEM的分析交互比对来获得证实，且其结构的形貌也可经由SEM直接观测。综合以上分析，在650℃～950℃的温度之间找到一个稳定的方法来合成n-型β-FeSi2纳米线。

主权项

一种n‑型β‑硅化铁(FeSi2)的制造方法，在硅晶圆上以化学气相沉积含氧的n‑型β‑FeSi2，至少包含下列步骤：将一个多区石英炉管，第一区放置反应所需的前驱物，第二、三区则放入清洗过后的硅晶圆，将石英炉管内的压力抽至1至10‑3torr后通入惰性气体1至30torr，再将压力抽到1至10‑3torr，此动作反复数次；升温到水的沸点以上，持温一个小时将结晶水去除；通入所需的载流气体，该载流气体的流量大于15sccm，将前驱物慢慢带到待反应的硅基板上，氧则来自硅晶圆上的氧化层(native oxide)，使得金属氯化物在与硅基板反应之前先与氧气反应，而产生Fe‑O，再与基板反应形成FeSi2；将第二区和第三区的温度升到反应温度并维持一段时间，该反应温度为650℃至950℃；停止加热，在真空下回温至室温，但载流气体仍旧持续将前驱物运送到硅基板上，同时也慢慢地将热量带走，慢慢退火而得含氧的n‑型β‑FeSi2。