Si/NiSi核壳结构纳米线阵列的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102127817A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102127817A(43)申请公布日2011.07.20(21)申请号201110038941.0(22)申请日2011.02.16(71)申请人中国科学院理化技术研究所地址100190北京市海淀区中关村北一条2号(72)发明人师文生刘海龙佘广为(74)专利代理机构上海智信专利代理有限公司31002代理人李柏(51)Int.Cl.C30B33/00(2006.01)H01L21/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称Si/NiSi核壳结构纳米线阵列的制备方法(57)摘要本发明属于半导体纳米线阵列的制备技术领域，特别涉及Si/NiSi核壳结构纳米线阵列的制备方法。将表面刻蚀出垂直定向排列的硅纳米线阵列的单晶硅基片置于NiCl2溶液中进行浸泡，取出后晾干；再将晾干的单晶硅基片放入氧化铝瓷舟中，并放入管式炉的中心加热；在加热过程中，通入惰性气体作为保护气，最终在单晶硅基片上得到Si/NiSi核壳结构纳米线阵列。本发明的制备方法简单易行，所制备的Si/NiSi核壳结构纳米线阵列具有极低的电阻率，在基于Si纳米线器件领域具有巨大的潜在应用价值。CN10278ACCNN110212781702127823A权利要求书1/1页1.一种Si/NiSi核壳结构纳米线阵列的制备方法，其特征是，该方法包括以下步骤：1)采用化学刻蚀的方法在单晶硅基片表面刻蚀出垂直定向排列的硅纳米线阵列；2)将步骤1)得到的表面刻蚀出垂直定向排列的硅纳米线阵列的单晶硅基片置于NiCl2溶液中进行浸泡，取出后晾干；将晾干的单晶硅基片放入氧化铝瓷舟中，再将氧化铝瓷舟放入管式炉的中心；向管式炉中通入惰性气体作为保护气体，管式炉内的压强为40～70Pa；将管式炉加热到600～750℃，并保温100～300分钟；待反应完毕，管式炉降温至室温，在单晶硅基片上得到Si/NiSi核壳结构纳米线阵列。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的Si/NiSi核壳结构纳米线阵列中的NiSi壳层为单晶结构，纳米线的直径为100～300nm，长度为10～30μm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的浸泡的浸泡时间为5～10分钟。4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征是：所述的NiCl2溶液的溶剂为水和乙醇的混合液，水与乙醇的体积比为2∶1～4∶1。5.根据权利要求4所述的方法，其特征是：所述的NiCl2溶液的浓度为0.1mol/L～1.5mol/L。6.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的惰性气体的流量为50～100sccm。2CCNN110212781702127823A说明书1/4页Si/NiSi核壳结构纳米线阵列的制备方法技术领域[0001]本发明属于半导体纳米线阵列的制备技术领域，特别涉及Si/NiSi核壳结构纳米线阵列的制备方法。背景技术[0002]Si纳米线在集成电子器件、化学和生物传感器、能源等多种领域的应用引起了人们极大地关注。为使这些器件能达到最优的性能，与这些器件之间形成可靠的接触是非常重要的(Y.Wu，J.Xiang，C.Yang，W.Lu，C.M.Lieber，Nature，2004，430，61-65.)。为了达到这个目的，多种过渡金属硅化物已被用来和Si形成低的电阻率以及少的界面缺陷的接触。因此，制备合适的纳米尺度的过渡金属硅化物与Si纳米线形成接触是非常重要的。某些过渡金属硅化物，如TiSi2和CoSi2，它们的成核需要高的温度，这就限制了Si纳米线器件的加工工艺(H.Jeon，C.A.Sukow，J.W.Honeycutt，G.A.Rozgonyi，R.J.Nemanich，J.Appl.Phys.，1992，71，4269-4276.)。另外，这些过渡金属硅化物在低维尺度容易形成高电阻率相。镍的硅化物由于其在低温的工艺条件下和小尺寸的情况下可形成低电阻率的相，因此被广泛应用在现代的半导体工业中。比如，低电阻率的NiSi就被应用作Si基器件的接触材料(H.Iwai，T.Ohguro，S.Ohmi，Microelectron.Eng.，2002，60，157-169.)。其它的镍的硅化物相，如Ni31Si12、Ni2Si和Ni3Si也被用作门金属来调节纳米尺度器件的功函数(S.Y.Tan，J.Electron.Mater.，2009，38，2314-2322.)。因此，镍的硅化物很有希望被应用在Si的纳米线器件领域。本发明采用一种新的简单的方法制备出了Si/NiSi核壳结构纳米线阵列。发明内容[0003]本发明的目的是提供一种Si/NiSi核壳结构纳米线阵列的制备方法。[0004]本发明的Si/NiSi核