王 祥

(韩山师范学院，广东潮州521041)

0 引言

硅颗粒根据其尺寸的大小不同可以分为多晶硅、微晶硅和纳米硅。多晶硅多用在大规模集成电路中作为栅极材料，微晶硅常用来作为制备高性能太阳能电池的原材料，而纳米硅则在现今广泛应用于各种纳米器件的研究，是纳米器件结构的核心部分。纳米硅晶粒的质量直接影响器件功能的实现和器件的性能，因而如何制备高密度、分布可控、尺寸一致的纳米硅量子点，是各种纳米器件研究中首先需要解决的问题。目前制备纳米硅结构的方法可以分为“自上而下”和“自下而上”两种类型。前者利用当今先进的超微加工技术，如光刻、电子束和聚焦离子束刻蚀等加工技术直接制备出纳米尺度的结构，后者则以原子和分子为单位，通过生长的方式来获得纳米尺度的量子点和量子线结构，如利用气相沉积或者分子束外延的方法，利用离子注入结合高温退火形成纳米晶粒和各种化学合成法。虽然这些技术都可以制备出纳米硅薄膜，但他们本身都存在缺点。“自上而下”方法需要借助精密仪器，像AFM(Atomic Force Microscopy)、SPM(Scanning Probe Microscopy)探头对原子分子进行直接搬运或控制，或者利用聚焦到几个纳米的电子束和离子束来“刻画”细微结构，故而仪器成本极为昂贵且操作条件苛刻，生产速度缓慢，无法满足大规模生产的需要，只能适用于小范围基础研究。离子注入技术得到的硅量子点的尺寸大小和分布不能很好地控制，化学合成的方法很难和现有的硅工艺兼容。……