Method of making silicon quantum wires

Details Method of making silicon quantum wires Method of making silicon quantum wires

H - Electricity

01

L

H01L 33/00 (2006.01) C09K 11/59 (2006.01) H01L 21/306 (2006.01) H01L 29/775 (2006.01) H05B 33/12 (2006.01)

Patent

CA 2073030

A method of making semiconductor quantum wires employs a semiconductor wafer (14) as starting material. The wafer (14) is weakly doped p type with a shallow heavily doped p layer therein for current flow uniformity purposes. The wafer (14) is anodised in 20 % aqueous hydrofluoric acid to produce a layer (5) microns thick with 70 % porosity and good crystallinity. The layer is subsequently etched in concentrated hydrofluoric acid, which provides a slow etch rate. The etch increases porosity to a level in the region of 80 % or above. At such a level, pores overlap and isolated quantum wires are expected to form with diameters less than or equal to 3 nm. The etched layer exhibits photoluminescence emission at photon energies well above the silicon bandgap (1.1 eV) and extending into the red region (1.6 - 2.0 eV) of the visible spectrum.

Selon un procédé de fabrication de fils semiconducteurs quantiques, on utilise une plaquette semiconductrice (14) comme matériau de départ. La plaquette (14) est une plaquette de type p faiblement dopée qui contient une couche p peu profonde fortement dopée afin d'assurer l'uniformité du flux de courant. La plaquette (14) est anodisée dans 20 % d'acide hydrofluorique aqueux afin de produire une couche de 5 microns d'épaisseur ayant une porosité égale à 70 % et une bonne cristallinité. La couche est gravée par la suite dans de l'acide hydrofluorique concentré, qui permet d'obtenir une gravure lente. La gravure augmente la porosité jusqu'à un niveau de l'ordre de 80 % ou davantage. A ce niveau, les pores se chevauchent et on s'attend à voir des fils quantiques se former ayant des diamètres inférieurs ou égaux à 3 nm. La couche gravée présente une émission photoluminescente à des énergies photoniques bien supérieures à la largeur de bande interdite du silicium (1,1 eV), s'étendant dans la zone rouge (1,6 - 2,0 eV) du spectre visible.

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