[发明专利]一种基于平面纳米线线形设计和引导的可拉伸晶体半导体纳米线的制备方法

摘要

基于平面纳米线线形设计和引导的可拉伸晶体半导体纳米线的制备方法，1)采用包括玻璃、二氧化硅片或者硅片衬底，进行标准化清洗；2)利用光刻技术或表面图案刻蚀技在衬底表面刻蚀一定深度的台阶；3)通过平面纳米线引导生长方法，使直径约130±20nm直径的晶体纳米线精确地沿着所述引导沟道生长，形成纳米线弹簧阵列；4)在PECVD系统中利用包括氢气的还原性等离子体处理金属薄膜，形成直径在几十纳米到一个微米之间的纳米金属催化颗粒；5)淀积覆盖一层适当厚度的非晶半导体层作为前驱体介质；6)在真空中或者非氧化性气氛中退火生长、温度在250℃以上，吸收非晶层并沿途淀积出晶态的纳米线结构。

主权项

一种基于平面纳米线线形设计和引导的可拉伸晶体半导体纳米线的制备方法，其特征步骤包括：1)采用包括玻璃、二氧化硅片或者硅片衬底，对玻璃、二氧化硅片或者硅片等衬底进行标准化清洗，去除表面有机物和金属残余；2)利用光刻技术或表面图案刻蚀技在衬底表面刻蚀一定深度的台阶，此引导台阶的线形任意设计和定义；为了实现可拉伸的柔性晶态半导体沟道结构，将台阶线形设计成非直线的弯曲的弹簧或zigzag蛇形引导沟道形阵列，在衬底上刻蚀制作出深度150±10nm、但不超过350nm弹簧形的引导沟道阵列、或为空间弛豫的单线连通的分形弯曲二维分布结构；3)通过平面纳米线引导生长方法，使直径约130±20nm直径的晶体纳米线精确地沿着所述引导沟道生长，形成纳米线弹簧阵列：通过光刻lift‑off或者掩模板技术，在引导沟道一端蒸镀淀积催化金属薄膜块，作为金属液滴的形成初始点和纳米线的起始位置；4)在PECVD系统中利用包括氢气的还原性等离子体处理金属薄膜，去除表面的氧化层，并使之形成直径在几十纳米到一个微米之间的纳米金属催化颗粒；5)淀积覆盖一层适当厚度的非晶半导体层作为前驱体介质；6)在真空中或者非氧化性气氛中退火生长、温度在250℃以上，使得金属液滴开始顺着引导台阶运动，吸收非晶层并沿途淀积出晶态的纳米线结构。