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1. WO2020096839 - METHOD FOR FORMING AND PATTERNING COLOR CENTERS

Publication Number WO/2020/096839
Publication Date 14.05.2020
International Application No. PCT/US2019/058880
International Filing Date 30.10.2019
IPC
H01L 27/14 2006.01
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
27Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
14including semiconductor components sensitive to infra-red radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
Applicants
  • THE BOARD OF TRUSTEES OF THE LELAND STANFORD JUNIOR UNIVERSITY [US]/[US]
Inventors
  • MELOSH, Nicholas Alexander
  • GEBBIE, Matthew A.
  • MCQUADE, Patrick
  • GONZALEZ, Andrew E.
Agents
  • WALKER, James A.
Priority Data
62/756,36006.11.2018US
Publication Language English (EN)
Filing Language English (EN)
Designated States
Title
(EN) METHOD FOR FORMING AND PATTERNING COLOR CENTERS
(FR) PROCÉDÉ DE FORMATION DE CENTRES DE COULEUR ET DE FORMATION DE MOTIFS DESDITS CENTRES DE COULEUR
Abstract
(EN)
This disclosure enables the generation and patterning of color centers with nanometer-scale spatial control in a variety of materials in repeatable fashion and without the use of radiation. Embodiments in accordance with the present disclosure employ a layer of vacancy-injection material disposed on a host-material, where the vacancy-injection material forms a compound with host-material atoms at elevated temperatures. During compound formation, lattice vacancies are generated in the host material and diffuse within the substrate lattice to bond with impurity atoms, thereby forming color centers. High- resolution lithographic patterning of the vacancy- injection film and the short diffusion lengths of the lattice vacancies enables nanometer-level spatial control over the lateral positions of the color centers. Furthermore, the depth of the color centers in the substrate can be controlled by controlling the coating material, thickness, anneal time, and anneal temperature.
(FR)
La présente invention permet la génération et la formation de motifs de centres de couleur avec une commande spatiale à l'échelle nanométrique dans une variété de matériaux de manière répétable et sans l'utilisation de rayonnement. Des modes de réalisation de la présente invention utilisent une couche de matériau d'injection de vide disposée sur un matériau hôte, le matériau d'injection de vide formant un composé avec des atomes de matériau hôte à des températures élevées. Pendant la formation du composé, des vides de réseau sont générés dans le matériau hôte et diffusent à l'intérieur du réseau de substrat pour se lier à des atomes d'impureté, formant ainsi des centres de couleur. Une formation de motif lithographique à haute résolution du film d'injection de vide et les longueurs de diffusion courtes des vides de réseau permettent une commande spatiale de niveau nanométrique sur les positions latérales des centres de couleur. En outre, la profondeur des centres de couleur dans le substrat peut être régulée par la commande du matériau de revêtement, de l'épaisseur, du temps de recuit et de la température de recuit.
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