[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

摘要

本发明公布了一种核壳异质结构锗硅纳米线及其可控制备方法和应用，采用高精度的电子束光刻和干法刻蚀来定义纳米线的位置和大小，避免了传统生长法中的随机成核生长的问题；本发明引入了高温氧化硅使硅纳米线缩小的办法，实现了锗硅纳米线横向尺寸的进一步缩小；通过调节锗/硅沉积速率比的办法，可实现锗组分在0～100％的范围内任意调节，硅的沉积速率越快，锗的组分越低；反之，锗的组分越高；本发明提供的核壳异质结构锗硅纳米线的可控制备方法具有可控性好、工艺步骤简单、可重复性高等优点，在半导体制造领域中的纳米线无结晶体管器件、硅基发光器件、单电子器件器件等方向有很好的应用前景。

主权项

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，/na.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；/nb.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；/nc.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；/nd.去除样品上残留的电子束抗蚀剂；/ne.氧化和退火，使得氧气与硅反应形成氧化硅；/nf.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；/ng.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；/nh.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。/n