The invention designs a preparation method of a material with periodic surface potential gradient for forming potential gradient on the surface of semiconductor material, including the following steps: S1, providing a semiconductor material whose potential will change under ion beam irradiation; S2, providing a mask; and S3, fixing the mask on the semiconductor material. A sample is formed on the top surface of the material; S4 irradiates the sample with an ion beam to increase or decrease the potential on the top surface of the semiconductor material which is not covered by the mask. The invention applies ion beam irradiation technology to prepare materials with periodic surface potential gradient for the first time, realizes large-scale preparation of materials with periodic surface potential gradient, has simple process, fast speed, low cost and good application prospect; moreover, the preparation method of the invention is only modified. The material with arbitrary surface potential gradient can be obtained by changing the shape of mask, which makes the method less complex.
【技术实现步骤摘要】
一种具有周期性的表面电势梯度的材料的制备方法
本专利技术涉及集成电路设计及其器件制备
,更具体地涉及一种具有周期性的表面电势梯度的材料的制备方法。
技术介绍
同一块基片上,两边形成电势差,有一些电子就会向另一边扩散,交界处就出现了电子和空穴的浓度差,从而形成PN结。PN结结构目前有很多的应用。在光催化剂中合成PN结结构,不同的表面电势形成电势梯度,能够有效改善光催化活性[JournaloftheAmericanChemicalSociety.136,1872-1878(2014)]。PN结结构对太阳能电池的电学性能也有一定程度上的优化[Naturenanotechnology.9,257-261(2014)]。以PN结为物质基础的半导体二极管、双极性二极管等已经广泛应用于智能系统的超大规模集成电路的设计,在电子技术中具有广泛的实际应用潜力,吸引了大量的研究关注[NatureCommunications.8,14948(2017)]等等。目前,构建表面电势梯度,制备PN结结构的方法,主要是离子束研磨、反应离子刻蚀、离子掺杂、两种不同材料层压法等。但是,采用这些方法,会导致制备的成本和复杂度都非常高。由于具有表面电势梯度的材料的制备方法的成本和复杂度的降低有利于产品的多样性方面以及产品性能方面的发展,而在智能系统的集成电路设计及其器件制备
,就微电子产业技术发展的实际情况来看,正需要在产品的多样性方面以及产品性能方面实现现代化发展,因此专利技术一种简单、高效的方法对未来微电子业的发展非常重要。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种具有周期性的表面电势梯 ...
【技术保护点】
1.一种具有周期性的表面电势梯度的材料的制备方法,用于在半导体材料表面形成电势梯度,其特征在于,包括如下步骤:S1,提供一种半导体材料基底;S2,提供一种掩模;S3,将掩模固定于半导体材料的顶表面上形成样品;S4,利用离子束辐照样品,以使未被掩模覆盖的半导体材料的顶表面的电势升高或降低,并与其余半导体材料的顶表面形成电势差,其中,控制离子的种类、能量和剂量以调控表面的电势变化。
【技术特征摘要】
1.一种具有周期性的表面电势梯度的材料的制备方法,用于在半导体材料表面形成电势梯度,其特征在于,包括如下步骤:S1,提供一种半导体材料基底;S2,提供一种掩模;S3,将掩模固定于半导体材料的顶表面上形成样品;S4,利用离子束辐照样品,以使未被掩模覆盖的半导体材料的顶表面的电势升高或降低,并与其余半导体材料的顶表面形成电势差,其中,控制离子的种类、能量和剂量以调控表面的电势变化。2.根据权利要求1所述的一种具有周期性的表面电势梯度的材料的制备方法,其特征在于,所述步骤S4包括:将样品置于离子束真空靶室中进行离子束辐照,在结束辐照后从离子束真空靶室中取出样品,然后去除掩模。3.根据权利要求1所述的一种具有周期性的表面电势梯度的材料的制备方法,其特征在于,离子的剂量在1×1013ions/cm2-1×1018ions/cm2之间。4.根据权利要求3所述的一种具有周期性的表面电势梯度的材料的制备方法,其特征在于,离子的能量在10keV-10MeV之间,...
【专利技术属性】
技术研发人员:周玉莹,汪颖,闫隆,胡钧,
申请(专利权)人:中国科学院上海应用物理研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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