[发明专利]一种核壳异质结构锗硅纳米线及其可控制备方法和应用

权利要求书

1.一种核壳异质结构锗硅纳米线的可控制备方法，其特征在于：其包括以下步骤，

a.清洗硅衬底，所述硅衬底采用SOI硅衬底，其从下到上包括硅基底、埋氧层和顶层硅三层结构；

b.在硅衬底表面涂覆一层电子束抗蚀剂，通过电子束光刻技术在电子束抗蚀剂上曝光所需的硅纳米线结构图形；

c.采用干法刻蚀将硅纳米线结构图形转移到硅衬底上得到样品；

d.去除样品上残留的电子束抗蚀剂；

e.氧化和退火，使得氧气与硅反应形成氧化硅；

f.采用氢氟酸腐蚀掉步骤e中经氧化形成的氧化硅，使硅纳米线中间部分悬空，清洗样品；

g.在步骤f得到的硅纳米线外包裹一层锗硅合金，形成锗硅纳米线核壳异质结构；

h.采用氢氟酸腐蚀掉埋氧层上沉积的锗硅合金，得到核壳异质结构锗硅纳米线。

2.如权利要求1所述的核壳异质结构锗硅纳米线的可控制备方法，其特征在于：所述步骤b中的电子束抗蚀剂采用SAL601、HSQ、PMMA或ZEP520。

3.如权利要求1所述的核壳异质结构锗硅纳米线的可控制备方法，其特征在于：所述步骤b中的硅纳米线结构图形横截面形状呈中间细、两端粗的杠铃形。

4.如权利要求1所述的核壳异质结构锗硅纳米线的可控制备方法，其特征在于：所述步骤c中的干法刻蚀采用CCl₄、BC1₃、CHF₃、SF₆或C₄F₈为蚀刻气体，采用反应离子刻蚀RIE、电感耦合等离子ICP刻蚀或电子回旋ECR刻蚀方法。

5.如权利要求1所述的核壳异质结构锗硅纳米线的可控制备方法，其特征在于：所述步骤e中的氧化采用干氧氧化或者湿法氧化，退火在氮气环境进行，氧化和退火温度为700℃-1200℃。

6.如权利要求1所述的核壳异质结构锗硅纳米线的可控制备方法，其特征在于：所述步骤g中采用分子束外延生长法MBE或超高真空气相沉积法UHV-CVD包裹锗硅合金。

7.一种核壳异质结构锗硅纳米线，其采用如权利要求1～6任意一项权利要求所述的方法制备。

8.如权利要求1～6任意一项权利要求所述的方法制备的核壳异质结构锗硅纳米线在半导体器件中的应用。