[发明专利]一种制备三维超可拉伸晶态纳米线的方法

摘要

一种制备三维超可拉伸晶态纳米线的方法，1)利用PECVD或者PVD在衬底上淀积一层绝缘介质层作为牺牲层，2)利用光刻、电子束直写定义周期台阶边缘图案，利用干法或湿法交替刻蚀工艺刻蚀介质层形成垂直台阶侧壁；3)用腐蚀性液体处理台阶表面，形成波浪形台阶；4)再次光刻电子束直写或者掩膜板技术定义垂直于台阶的图案以及刻蚀技术进行制备垂直于台阶的二次引导沟道；5)通过光刻、蒸发或者溅射工艺，局部淀积一层带状的催化金属层；6)催化金属层转变为分离的金属纳米颗粒；7)将温度降低到催化金属颗粒熔点以下，将整个结构表面淀积覆盖非晶半导体前驱体薄膜层；淀积出晶态的纳米线；纳米线将沿波浪台阶的引导沟道生长。

主权项

1.一种制备三维超可拉伸晶态纳米线的方法，其特征是，包括如下步骤：/n1)利用PECVD或者PVD工艺在衬底上淀积一层绝缘介质层作为牺牲层，厚4±2μm；/n2)利用光刻、电子束直写或者掩膜板技术定义周期台阶边缘图案，利用干法或湿法交替刻蚀工艺刻蚀介质层形成垂直台阶侧壁，台阶高1±0.5μm；/n3)用腐蚀性液体处理台阶表面，由于沟道尖角处氧化硅含量最少，液体腐蚀速率相对其余区域更快从而能对垂直沟道进行平滑化刻蚀，形成波浪形台阶；/n4)以上一步所形成的波浪形台阶为衬底，再次光刻电子束直写或者掩膜板技术定义垂直于台阶的图案以及刻蚀技术进行制备垂直于台阶的二次引导沟道；/n5)在制备好的台阶上二次引导沟道的一端，通过光刻、蒸发或者溅射工艺，局部淀积一层带状的催化金属层；/n6)升高温度至催化金属熔点以上，通入还原性气体等离子体进行处理，使催化金属层转变为分离的金属纳米颗粒；/n7)将温度降低到催化金属颗粒熔点以下，将整个结构表面淀积覆盖非晶半导体前驱体薄膜层；然后将温度升高至适当温度，使得纳米金属颗粒重新熔化，在其前端开始吸收非晶层，而在后端淀积出晶态的纳米线；由于三维台阶的引导作用，纳米线将沿波浪台阶的引导沟道生长；/n8)剩余的非晶半导体前驱体由氢气等离子体、ICP或者RIE等刻蚀工艺去除；即制备成三维超可拉伸晶态纳米线。/n