[發(fā)明專利]獲取和集成納米線的系統(tǒng)和方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580029912.0
• 申請(qǐng)日: 2005-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN101124659A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·T·羅馬諾;陳建;段鑲鋒;R·S·杜布羅;S·A·恩培多克勒;J·L·戈德曼;J·M·漢密爾頓;D·L·希爾德;F·萊米;牛春明;潘堯令;G·蓬蒂斯;V·薩布;E·C·謝爾;D·P·斯頓博;J·A·懷特福德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 納米系統(tǒng)公司
• 主分類號(hào): H01L21/20
• 分類號(hào): H01L21/20;H01L29/06;H01L21/335
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 王旭

發(fā)明背景

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米線，并且更具體而言，涉及納米線的獲取和集成。

發(fā)明背景

納米材料，特別是納米線具有推動(dòng)全新一代電子器件的潛力。例如，在一些情況下，已經(jīng)提供了納米材料的應(yīng)用，利用那些材料的獨(dú)特和感興趣的性能，比用作單個(gè)組件所要求的單個(gè)元件更多地用作整體材料。例如Duan等，Nature?425：274-278(2003年9月)公開了一種用于大面積電子襯底如顯示器、天線等的納米線基晶體管，其采用整體加工、取向的半導(dǎo)體納米線膜或?qū)樱鎰傂缘陌雽?dǎo)體晶片。結(jié)果是性能同等(par)于單晶晶片襯底的電子襯底，其可以使用常規(guī)和比用來制造更差性能非晶性半導(dǎo)體的那些方法更便宜的方法進(jìn)行制造，其還對(duì)于變化的體系結(jié)構(gòu)如撓性和/或成型材料更順從。

在另一個(gè)實(shí)例中，已經(jīng)描述了將整體加工的納米晶體用作光電器件的撓性和有效活性層。特別是，在空穴傳導(dǎo)基質(zhì)中提供量子約束半導(dǎo)體晶體(提供II型帶隙位移)的能力，使得能夠制備光活性層，所述的光活性層可以被用作光伏器件或光電檢測(cè)器。在安置于活性復(fù)合材料中時(shí)，使用標(biāo)準(zhǔn)的膜涂布工藝，簡單地加工這些納米材料。例如，參見于2003年9月4日提交的美國專利申請(qǐng)10/656,802號(hào)，通過引用而以其全部內(nèi)容結(jié)合在此。

根據(jù)納米線和其它納米材料的這些應(yīng)用，新工藝要求是提供基本上是沿著給定軸取向的納米線的膜的能力。用于這種取向的技術(shù)已經(jīng)詳細(xì)描述于例如國際公布WO?03/085700、WO?03/085701和WO?2004/032191，以及于2003年9月25日提交的美國專利申請(qǐng)10/673,092中，這些專利文件通過引用而以它們的全部內(nèi)容結(jié)合在此。

對(duì)于這種新一代基于納米結(jié)構(gòu)的電子器件出現(xiàn)的主要障礙是有效地生長具有一致特性的納米線和其它納米結(jié)構(gòu)的能力。獲取和集成納米線的現(xiàn)有方法不便于大規(guī)模生產(chǎn)，并且不產(chǎn)生一致的納米線性能特性，并且可以進(jìn)行改善，以產(chǎn)生基于納米線的更好器件性能。

所需要的是，便于大規(guī)模生產(chǎn)、得到一致納米線性能特性和產(chǎn)生改進(jìn)的器件性能的納米線獲取和集成的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明概述

本發(fā)明提供在基于納米線的器件中，便于大規(guī)模生產(chǎn)、得到一致納米線性能特性和產(chǎn)生改進(jìn)的器件性能的納米線獲取和集成的方法。

在本發(fā)明的第一方面，提供一種獲取納米線的方法。該方法包括：提供其上沉積有第一犧牲層的第一襯底，所述的第一犧牲層相對(duì)于第一半導(dǎo)體材料可以被選擇性溶解，在第一犧牲層上生長納米線群，所述的納米線包含第一半導(dǎo)體材料，并且在不溶解納米線的情況下選擇性溶解犧牲層，以從第一襯底上釋放納米線群。

在另一方面，本發(fā)明提供一種獲取納米線的方法，該方法包括：提供附著于生長襯底表面上的半導(dǎo)體納米線群，將納米線群暴露于蝕刻劑，以從納米線群中除去犧牲層，并且從生長襯底上獲取納米線群。犧牲層可以包含例如在襯底上沉積的氧化物層、氮化硅層、光致抗蝕劑層等。

在本發(fā)明的另一方面，提供一種以基本對(duì)齊的定向向第一表面上沉積納米線的方法。該方法包括：提供第一表面，所述的第一表面是圓柱體的外表面，放置圓柱體的部分外表面與納米線的流體懸浮體接觸，并且滾動(dòng)圓柱體，從而使第一表面的不同部分從納米線的流體懸浮體中進(jìn)出。

在本發(fā)明的相關(guān)方面，公開了一種以基本上對(duì)齊的定向向襯底的第一表面上涂布納米線的方法。該方法包括：提供具有外表面和軸的涂布輥，將涂布輥圍繞其軸旋轉(zhuǎn)，以至少放置輥的部分外表面與納米線的流體懸浮體接觸，并且相對(duì)于旋轉(zhuǎn)的涂布輥平移襯底的第一表面，以用納米線的流體懸浮體涂布襯底的第一表面。

例如，涂布輥可以是以下涂布機(jī)的部分：標(biāo)準(zhǔn)直接或反式凹板式涂布機(jī)，或者是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所知的其它任何適宜的涂布機(jī)。可以構(gòu)造涂布輥，以在與襯底的移動(dòng)方向相同或相反的方向上旋轉(zhuǎn)。涂布輥和襯底表面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)有助于將一致量的納米線涂布材料從輥上轉(zhuǎn)移至襯底上，從而用基本上對(duì)齊的納米線涂布襯底。涂布材料可以由在適宜溶劑中的納米線組成，或者可以有另外的穩(wěn)定劑、粘合劑、表面活性劑等，它們可以用來產(chǎn)生適宜的納米線涂層。可以由凹板式輥以常規(guī)方式進(jìn)行納米線涂布溶液的計(jì)量。

在再一方面，本發(fā)明提供一種向襯底的第一表面上沉積納米線的方法，該方法包括：提供在穿過襯底安置的孔內(nèi)固定的許多基本上對(duì)齊(或未對(duì)劑)的納米線。然后，與第一襯底的第一表面相鄰地放置第二襯底，并且向在孔內(nèi)安置的納米線施加力，從而以基本上對(duì)齊的方式將納米線轉(zhuǎn)移至第一襯底的第一表面上。