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申请/专利权人：华南师范大学

摘要：本发明涉及光电子器件技术领域，具体公开了一种可调节PN型的SiC光子晶体制备方法，包括以下步骤，衬底准备与掩膜层生长、涂胶、曝光与显影、电子束刻蚀ICP与后续处理、高温离子注入与激活、去除SiO2掩膜层、生长新的SiO2掩膜层、光刻定义刻蚀区域、电子束刻蚀形成光子晶体。本发明通过离子注入拉偏仿真探究制备不同PN型的SiC光子晶体的目的，以达成制备一种可随意调节PN型的SiC光子晶体的目标，能够快速并大量地制备光子晶体，且可根据不同的大小需求激光切割出需要使用的光子晶体大小尺寸，且在电子器件的制备过程中，此光子晶体的PN型和衬底浓度可以较大限度地根据需求自由调整，可靠且方便。

主权项：1.一种可调节PN型的SiC光子晶体制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.衬底准备与掩膜层生长：选择N型Si衬底：确保衬底表面干净、无杂质；立式LPCVD生长SiO2掩膜层：控制生长条件，确保SiO2层的厚度为2um，且覆盖在Si衬底上；S2.涂胶、曝光与显影：涂胶：在SiO2掩膜层上均匀涂覆一层光刻胶，确保无气泡、无杂质；曝光：使用光刻机进行曝光，将待刻蚀区域的图案转移到光刻胶上；显影：通过显影液去除曝光后的光刻胶部分，留下待刻蚀区域的图案；S3.电子束刻蚀ICP与后续处理；ICP刻蚀：利用电子束刻蚀的选择性刻蚀特性，去除未被光刻胶遮挡的SiO2部分；所述电子束刻蚀过程中，刻蚀机参数如下：Pressure压力:3mTorrHeliumPressure氦气压力:4TorrPN2氮气流量:200sccmCHF3三氟甲烷流量:50sccm时长：2300s控制刻蚀条件，确保刻蚀深度和均匀性；酸洗去除光刻胶：使用食人鱼溶液，进行酸洗，去除表面的残余光刻胶；溶液比例为H2SO4：H2O2＝3：1，酸洗的时间是15min，避免对SiO2层造成损伤；留下注入窗口：在去除光刻胶和刻蚀后的SiO2层上，形成清晰的注入窗口图案；检查图案的完整性和准确性，确保满足后续工艺要求；S4.高温离子注入与激活：使用注入机将铝Al离子在高温下注入到N型硅Si衬底中；注入的Al离子会改变原本N型Si的导电类型，使其局部区域转变为P型，从而实现PN型的转换；通过高温激活过程，确保注入的离子能够有效地掺杂到硅晶体中，成为有效的载流子；通过预先设定的工艺方案recipe，实现PN型的转换：第一步：剂量dose：3.8e13cm^-2；能量energy：370keV；倾斜角度tilt：0°；旋转角度rotation：0°；温度temp：500℃；加热有助于减少注入损伤；第二步：剂量dose：增加至1.3e14cm^-2，能量energy：降低至250keV，控制注入深度；倾斜和旋转角度：保持不变，分别为0°和0°；温度temp：保持在500℃；第三步：剂量dose：调整至3.6e13cm^-2；能量energy：进一步降低至100keV；倾斜和旋转角度：依旧为0°和0°；温度temp：500℃，与前面步骤一致；S5.去除SiO2掩膜层：通过干法刻蚀和BOE湿法浸泡来去除这层SiO2掩膜；S6.生长新的SiO2掩膜层：在去除了旧的SiO2层之后，再次使用立式低压化学气相沉积LPCVD在N型Si衬底上生长一层新的1微米厚的SiO2掩膜层；这次生长的SiO2层是为了准备接下来的光子晶体刻蚀步骤；S7.光刻定义刻蚀区域：在SiO2掩膜层上涂覆光刻胶，然后通过曝光和显影定义出待刻蚀的区域；S8.电子束刻蚀形成光子晶体：使用感应耦合等离子体ICP刻蚀技术，电子束刻蚀，来选择性地去除SiO2掩膜层，在这个过程中，未被光刻胶保护的SiO2区域将被刻蚀掉，而Si材料则被保留下来；最终得到的是具有特定图案的Si光子晶体结构。

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