制备纳米硅基发光复合薄膜的方法

摘要

本发明公开了一种制备纳米硅基发光复合薄膜的方法，使用电容耦合等离子体增强化学气相沉积系统，电容板下极板采用双层筛状进气结构，选用高纯硅烷、氢气和氮气作为前驱物，薄膜经过多次循环生长制得。多次循环生长能够抑制硅颗粒的熟化，控制表面形貌以保证薄膜整体的透明度，形成多层结构，薄膜中存在高密度的硅单质颗粒，颗粒尺寸为几个纳米，颗粒数密度为2.0×10¹³/cm²，颗粒与基底之间的边界很明锐，极大地减少了界面上非辐射复合发生的几率；薄膜具有较大的斯托克斯位移及较低的光吸收，使得薄膜具有很高的发光效率，可用于制备从红光到紫光范围可调的高效发光复合薄膜；薄膜在低温条件下即可生长，并且无需退火等后续处理。

主权项

1、一种制备纳米硅基发光复合薄膜的方法，包括以下步骤：(1)根据已知方法对衬底进行前期处理，以使衬底表面清洁，将衬底固定在电容极板的上极板的下表面；电容极板位于电容耦合等离子体增强化学气相沉积系统的真空室内；所述衬底为单晶硅片或石英玻璃；(2)将电容极板的上极板接地，将射频功率35W—80W的射频信号加到下极板上，先将按2％的体积比稀释在氢气中的硅烷、氢气和氮气的混合气体从电容极板的下极板的下表面匀速、缓慢进入两极板之间，硅烷、氢气和氮气的纯度均为99.99％；调节上、下极板之间的距离和工作气压大小，使两极板边缘及外侧不放电，极板间均匀放电；此工作状态持续5分钟—90分钟；(3)等待所述电容耦合等离子体增强化学气相沉积系统和所述衬底的温度降至室温；(4)依次重复步骤(2)和步骤(3)3次—20次。