[发明专利]基于蚀刻硅的器件及其制备方法

权利要求书

1.一种用于制备硅混合界面结构的方法，包括如下步骤：

a)提供表面具有Si-H键的经蚀刻的Si衬底；

b)使步骤(a)的硅表面暴露于含氯气体，同时用光照射所述表面；和

c)用一种或多种有机反应物处理步骤(b)的Si衬底，以产生共价键合至所述硅表面的第一有机层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(a)中提供的Si衬底是特征在于具有纳米线(NW)形态的经蚀刻的硅衬底。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中通过蚀刻程序提供步骤(a)的衬底，所述蚀刻程序包括如下步骤：使H-封端的Si表面经受包含可氧化的聚集剂和酸的溶液，使所述表面氧化以移除在所述Si衬底上形成的被聚集的材料，和洗涤所述表面。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述可氧化的聚集剂选自：硝酸银(AgNO₃)、氯金酸(HAuCl₄)、乙酸银(AgCO₂CH₃)、苯甲酸银(AgCO₂C₆H₅)、乙酸铁(II)、氯化铁(III)、Fe(NO₃)₃、Ag(s)、Au(s)、Pt(s)、Cr(s)和氢氧化四甲基铵。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述可氧化的聚集剂为溶解在HF溶液中的硝酸银(AgNO₃)。

6.根据权利要求3所述的方法，其中通过采用H₂O₂和HF混合物实现所述聚集剂的氧化。

7.根据权利要求3所述的方法，其中通过采用硝酸实施所述洗涤。

8.根据权利要求3所述的方法，其中在所述蚀刻程序之前和之后为表面处理，所述表面处理包括以下步骤：a)借助HF/NH₄F溶液移除Si氧化物层，b)使新的Si氧化物层热生长，和c)移除所述新生长的Si氧化物层以获得H-封端的Si表面。

9.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(b)的照射为约1mW至约5mW的强度和约400nm至约550nm的波长。

10.根据权利要求1所述的方法，其中用于步骤(c)的第一有机层的有机反应物选自胺、醇、卤化物和烷基化试剂。

11.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(c)的所述反应物的特征在于具有至少一个官能基团，使得所述基团与Si表面原子反应。

12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使其上具有第一有机层的所述Si表面与第二有机反应物反应以提供第二层的步骤，所述第二有机层共价结合或物理吸附至所述第一有机层。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第二有机层包含功能性电分子，所述功能性电分子选自n-型分子和p-型分子、光学活性分子及它们的组合。

14.一种用于制备具有纳米线形态的经蚀刻的硅衬底的方法，包括如下步骤：(a)提供氢封端的硅衬底；(b)使步骤(a)中获得的衬底暴露于可氧化的聚集剂和酸；(c)使所述表面氧化以移除在所述Si衬底上形成的被聚集的材料；和(d)洗涤步骤(c)中获得的硅衬底。