本发明属于光电子器件，具体涉及一种可调节pn型的sic光子晶体制备方法。
背景技术：
1、sic光子晶体的研究是为了应对当前对于高性能光电子器件的需求，特别是在高电压、高频率环境下的应用。与此同时，考虑到传统制备方法存在的效率低下和成本较高的问题，对sic光子晶体的要求变得更为迫切。
2、首先，sic光子晶体的制备需要具备高效率和低成本的特点。当前的制备方法，如金属有机化合物化学气相沉淀(mocvd)和离子注入，虽然能够实现sic器件的制备，但存在着沉积速率慢、效率低下的问题，且需要定期对设备进行清洗和维护，增加了工艺成本。因此，未来的制备方法需要在保证器件质量的前提下，提高制备效率，降低成本，从而推动sic光子晶体技术的发展。
3、其次，sic光子晶体需要具备优异的光学性能。光子晶体的周期性结构能够调控光的传播和散射，因此sic光子晶体需要具备可调控的光学带隙、高折射率等特点，以实现对光的高效控制和调制。这样的特性将为光电子器件的设计和应用提供更大的灵活性和性能优势。
4、综上所述，sic光子晶体的研究需要兼顾制备效率、光学性能和可扩展性等多个方面的要求。只有在这些方面取得进展，才能推动sic光子晶体技术的发展，为光电子器件的应用提供更优秀的解决方案。
5、sic光子晶体相比si光子晶体具有一些显著的优点，这些优点在光电子器件领域具有重要的意义。由于sic具有更大的带隙，因此sic光子晶体能够实现更宽的光子带隙，使得它们在光学调制和光子传输方面具有更大的灵活性和可调控性。这意味着sic光子晶体可以实现更广泛的光学功能，包括光波导、光开关和光调制器等。其次，sic光子晶体具有更高的热稳定性和耐辐射性。sic材料具有优异的热导率和化学稳定性，能够在高温和高辐射环境下保持稳定性。相比之下，si光子晶体在高温或高辐射环境下可能会发生热衰减或光学性能退化，限制了其在一些特殊环境下的应用。
6、在当前的光子晶体材料制备过程中，一般只存在于金属氧化物中，如zno，sno2等或者大多数是通过化学刻蚀或高温烧结而成，限制了光子晶体的大规模快速地可重复性地制备。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种可调节pn型的sic光子晶体制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种可调节pn型的sic光子晶体制备方法，
4、包括以下步骤：
5、s1.衬底准备与掩膜层生长：
6、选择n型si衬底：确保衬底表面干净、无杂质；
7、立式lpcvd生长sio2掩膜层：
8、控制生长条件，确保sio2层的厚度为2um，且覆盖在si衬底上；
9、s2.涂胶、曝光与显影：
10、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；
11、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；
12、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；
13、s3.电子束刻蚀(icp)与后续处理；
14、icp刻蚀：
15、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；
16、所述电子束刻蚀过程中，刻蚀机参数如下：
17、pressure(压力):3mtorr
18、helium pressure(氦气压力):4torr
19、pn2(氮气流量):200sccm
20、chf3(三氟甲烷流量):50sccm
21、时长：2300s
22、控制刻蚀条件，确保刻蚀深度和均匀性；
23、酸洗去除光刻胶：
24、使用食人鱼溶液，进行酸洗，去除表面的残余光刻胶。
25、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；
26、留下注入窗口：
27、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；
28、检查图案的完整性和准确性，确保满足后续工艺要求；
29、s4.高温离子注入与激活：
30、使用注入机将铝(al)离子在高温下注入到n型硅(si)衬底中；
31、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；
32、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；
33、通过预先设定的工艺方案(recipe)，实现pn型的转换：
34、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；
35、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℃；
36、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；
37、s5.去除sio2掩膜层：
38、通过干法刻蚀和boe湿法浸泡来去除这层sio2掩膜；
39、s6.生长新的sio2掩膜层：
40、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。
41、这次生长的sio2层是为了准备接下来的光子晶体刻蚀步骤；
42、s7.光刻定义刻蚀区域：
43、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。
44、s8.电子束刻蚀形成光子晶体：
45、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；
46、最终得到的是具有特定图案的si光子晶体结构。
47、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
48、本发明提出了用电子束刻蚀的办法，制备规律周期性的光子晶体，并可进行大规模制备和激光切割使用，并在si晶圆片上面进行验证为后续的sic光子晶体的制备做铺垫。更近一步地，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。
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：
