[发明专利]一种锡终端半导体材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锡终端半导体材料及其制备方法，该制备方法首先进行氢化处理，使得半导体材料表面形成氢终端，此时半导体材料和氢原子形成了碳氢键，半导体表面多为氢原子；然后通过高压电解含锡的水溶液对半导体表面进行锡化处理，锡化处理过程中，足够的锡原子替换大量的氢原子，使得在半导体表面能够形成碳锡键，进而在半导体材料锡终端；本发明的制备方法借助于氢原子作为中间介质，使得锡原子能够复合在半导体材料的表面。方法首次实现了半导体锡终端表面的制备，并且是一种高效、清洁且安全的表面锡化方法，获得的锡终端半导体表面锡化程度高，同时具有良好的稳定性。

技术领域

本发明属于微电子信息技术领域，涉及一种锡终端半导体材料及其制备方法。

背景技术

半导体行业是现代电子信息社会高速发展的重要支撑，也是新一轮科技和产业革命的重要基石之一。当今世界处于百年未有之大变局，高科技领域的竞争愈发白热化，全球半导体业“卡脖子”状况愈加错综复杂。半导体材料的表面处理在半导体行业中有着基础而重要的地位，特别是半导体表面通过结合其它原子或基团而形成特定终端结构的表面，引起表面导电性、亲和势、功函数等性质的改变，从而显著影响电子器件的性能。

锡终端表面在微电子技术领域应用潜力巨大。半导体表面的通常为氧终端、氢终端、氟终端、氯终端、氮终端、硫终端和羟基终端等非金属性原子或基团所构成的终端。锡作为一种金属材料，其结合至半导体表面形成锡终端后呈现独特的表面亲合势和功函数，锡终端半导体表面在高性能肖特基二极管制备有重要的应用前景。传统的化学处理方法难以将锡原子结合至半导体表面，而等离子方法又难以寻找到合适的气源，导致锡终端半导体表面制备极其困难。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种锡终端半导体材料及其制备方法，以解决目前无法制备锡终端半导体表面的瓶颈。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明的一方面公开了一种锡终端半导体材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，对半导体材料表面进行等离子体氢化处理，获得氢终端半导体材料；

步骤2，将氢终端半导体材料固定在金属电极上，置于电解液中，所述电解液中含有锡离子，电解进行锡化处理，获得锡终端半导体材料。

优选的，步骤1中，所述等离子体氢化处理的方法为射频与微波等离子体氢化、射流等离子体氢化、高压脉冲等离子体氢化或辉光放电等离子体氢化。

优选的，步骤2中，电解液为锡的可溶性离子化合物。

优选的，所述锡的可溶性离子化合物为氯化锡、氯化亚锡、溴化锡、溴化亚锡、氢氧化锡、硝酸亚锡或硫酸亚锡。

优选的，步骤2中，所述电解液为将锡的可溶性离子化合物溶液添加进水中获得，其中锡的可溶性离子化合物中锡离子的浓度为1mg/mL，水含量为100mL。

优选的，步骤2中，电解过程施加直流电。

优选的，步骤2中，电压为100～1000V，电流为10～50mA。

优选的，步骤2后，还包括清洗过程。

优选的，步骤2中，清洗过程为将锡终端半导体材料依次经过去离子水、有机溶剂、酸溶液和碱溶液清洗。

本发明的另一方面公开了一种通过上述任一项制备方法制得的锡终端半导体材料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：