[发明专利]失配衬底上的单晶生长

权利要求书

1.一种将一种材料类型的单晶层形成在不同材料类型的衬底上 的方法，包括步骤：

(i)提供第一材料类型的衬底(5)；

(ii)将催化剂材料(10)的至少一个不连续区域沉积到衬底上， 所述不连续区域限定了衬底的晶种区域(11)；

(iii)将第二材料类型的单晶纳米线(12)生长到衬底上催化剂 材料的不连续区域处，所述第二材料类型的纳米线从衬底开始向上延 伸，其横向尺寸不超过晶种区域；以及

(iv)改变生长条件，使得第二材料类型的材料从所述单晶纳米 线开始在与衬底表面平行的方向上横向地外延生长，

其中，在步骤(iv)之后，所得到的第二材料层(15)的横向延 伸大于200nm。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一材料类型是硅或 锗。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二材料类型是III-V 或II-VI半导体材料或III族氧化物。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述催化剂材料的不连续 区域在所述衬底上延伸并且限定直径为100nm或更小的晶种区域。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述纳米线宽度或直径是 100nm或更小。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：在步骤(iii)之后且在 步骤(iv)之前，在衬底上围绕第二材料类型的纳米线形成阻挡层(14)。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述阻挡层是非晶电绝缘 层。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(iii)期间，纳米 线是独立的。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：

(v)从第二材料类型的材料的顶部去除催化剂材料。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(ii)包括：将催化 剂材料的多个不连续区域以阵列(20)的形式沉积到衬底上。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，在步骤(iii)和(iv) 中使用催化剂材料的每个不连续区域来在第二材料中形成有源区域 (21)，所述方法还包括：在每个有源区域中或上形成至少一个电子器 件(25)。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，使用光刻工艺或通过纳 米粒子的自组织来形成催化剂材料的每个不连续区域。

13.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：对第二材料类型 的材料掺入另一元素或化合物。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(iv)包括：去除催 化剂材料以阻止纳米线进一步向上生长。