[发明专利]一种在硅电极上定位横向生长氧化锌纳米线的方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体器件制造领域，涉及一种利用化学气相沉积法在硅电极上定位横向生长氧化锌纳米线的方法。

背景技术

文献[M.S.Islametal,Nanotechnology,2004,15,L5]中公开了一种利用金作为催化剂高温CVD法制备横向纳米线电路的方法，该方法得到的纳米线沿着横向生长桥接两个电极，图1为该方法所得产品的示意图。

该方法需要在电极表面镀一层金膜作为催化剂，金膜的引入不仅使工艺复杂化还容易引入金属杂质，而且在该方法在电极表面和横向都会生长纳米线。

文献[JohnF.Conleyetal,AppliedPhysicsLetters,2005,87,223114]公开了一种首先在硅电极上镀一层氧化锌薄膜，然后用高温化学气相沉积制备横向纳米线电路的方法，该方法得到的纳米线沿着横向生长，桥接两个电极。

该方法需要先在电极表面镀一层氧化锌薄膜种子层，然后在种子层上生长纳米线，工艺过程复杂，而且电极表面和横向都会生长纳米线，进一步加工前需要清除表面纳米线。

[JongSooLeeetal,NanoLett.,2006,Vol.6(7)1487-1490]进一步开发了一种不用金膜和氧化锌薄膜作为催化剂的直接生长水平氧化锌纳米线桥接刻蚀的硅电极的方法。该方法把衬底硅放置在反应物旁边位置，利用高温CVD方法，在两个相邻的硅电极间制备横向氧化锌纳米线电路的方法，使纳米线横向生长，桥接两个电极。

该方法虽然没有镀氧化锌薄膜种子层步骤，但是在制备过程中，仍然会首先在硅电极表面形成一层氧化锌薄膜，具有与[JohnF.Conleyetal,AppliedPhysicsLetters,2005,87,223114]相同的缺陷——电极表面和横向都会生长纳米线。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无需引入催化剂，在硅电极上定位横向生长氧化锌纳米线的方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种化学气相沉积在硅电极上定位横向生长氧化锌纳米线的方法，包括锌蒸气制备、锌蒸气输运和氧化锌合成沉积步骤，所述硅电极生长面具有棱边，所述锌蒸气输运步骤中，锌蒸气与硅电极生长面接触时速度方向与硅电极生长面呈85-95°夹角。

作为本发明化学气相沉积在硅电极上定位横向生长氧化锌纳米线的方法的优选，所用载流气体为氮气，反应气体为氧气和锌蒸气。

作为本发明化学气相沉积在硅电极上定位横向生长氧化锌纳米线的方法的另一种优选，所述氮气的流速为80-100sccm。

作为本发明化学气相沉积在硅电极上定位横向生长氧化锌纳米线的方法的进一步优选，所述氧气的流速为1.0-2.0sccm。

作为本发明化学气相沉积在硅电极上定位横向生长氧化锌纳米线的方法的进一步优选，所述锌蒸气由氧化锌颗粒和石墨在900-970℃反应制得。

作为本发明化学气相沉积在硅电极上定位横向生长氧化锌纳米线的方法的进一步优选，所述氧化锌由氧气和锌蒸气反应制得，反应压力为270-330毫巴，反应温度为900-970℃。

作为本发明化学气相沉积在硅电极上定位横向生长氧化锌纳米线的方法的进一步优选，锌蒸气与硅电极生长面接触时的速度方向与重力方向呈0-5°夹角。

作为本发明化学气相沉积在硅电极上定位横向生长氧化锌纳米线的方法的进一步优选，硅电极生长面向下，放置在氧化锌颗粒和石墨正上方1-15mm处。

作为本发明化学气相沉积在硅电极上定位横向生长氧化锌纳米线的方法的进一步优选，纳米线生长时间为35-35min。