[發明專利]一種基于ZnO納米線的整流二極管的制作方法無效

申請號：	200910301765.8	申請日：	2009-04-23
公開（公告）號：	CN101540284A	公開（公告）日：	2009-09-23
發明（設計）人：	徐靜波;張海英	申請（專利權）人：	中國科學院微電子研究所
主分類號：	H01L21/329	分類號：	H01L21/329;B82B3/00;H01L29/06
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于 zno 納米整流二極管制作方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及化合物半導體材料、器件領域，具體涉及一種基于ZnO納米線的整流二極管的制作方法。

背景技術

ZnO是一種II-VI族直接帶隙的新型多功能化合物半導體材料，被稱為第三代寬禁帶半導體材料。ZnO晶體為纖鋅礦結構，禁帶寬度約為3.37eV，激子束縛能約為60meV。ZnO具備半導體、光電、壓電、熱電、氣敏和透明導電等特性，在傳感、聲、光、電等諸多領域有著廣闊的潛在應用價值。

近年來，對ZnO材料和器件的研究受到廣泛關注。研究范圍涵蓋了ZnO體單晶、薄膜、量子線、量子點等材料的生長和特性以及ZnO傳感器、透明電極、壓敏電阻、太陽能電池窗口、表面聲波器件、探測器及發光二極管(Light-emitting?Diodes，縮寫LED)等器件的制備和研究方面。目前，已形成多種方法用于ZnO材料的生長，并且研制出若干種類的ZnO器件及傳感器，但是P型ZnO材料的生長，ZnO納米器件的制備及應用等問題依然需要深入和系統的研究。

ZnO是目前擁有納米結構和特性最為豐富的材料，已實現的納米結構包括納米線、納米帶、納米環、納米梳、納米管等等。其中，一維納米線由于材料的細微化，比表面積增加，具有常規體材料所不具備的表面效應、小尺寸效應、量子效應和宏觀量子隧道效應，晶體質量更好，載流子的運輸性能更為優越。一維納米線不僅可以實現基本的納米尺度元器件(如激光器、傳感器、場效應晶體管、發光二極管、邏輯線路、自旋電子器件以及量子計算機等)，而且還能用來連接各種納米器件，可望在單一納米線上實現具有復雜功能的電子、光子及自旋信息處理器件。

一方面，隨著納米科技的發展，其研究將逐漸從納米材料向納米器件、電路及應用領域發展。利用納米材料的材料性能，實現新型納米器件是一個重要研究方向。另一方面，整流二極管作為電路的一種必要基本器件，現已能夠制作出微米量級的二極管，但是納米量級的整流二極管還處于初步研究階段，其工作機理和制作方法仍待于深入研究。

由于ZnO材料內存在氧空位和鋅間隙缺陷，呈現N型導電特性，P型ZnO材料較難生長，所以ZnO同質PN結較難實現。因此利用ZnO和大于ZnO功函數的金屬之間功函數的差異(例如，ZnO功函數為4.4eV，而Au功函數為5.3eV)，當大于ZnO功函數的金屬與ZnO接觸時，由于金屬的功函數大于半導體的功函數，即金屬的費米能級低于半導體的費米能級，因此電子從半導體流向金屬，在半導體表面形成正的空間電荷區，能帶向上彎曲，形成肖特基勢壘。

利用上述特點，制作出基于ZnO納米線的整流二極管，這種有別于經典PN結二極管的整流特點為今后制作納米量級整流二極管器件帶來了新的思路；同時由于ZnO材料擁有多種優越性能，基于ZnO納米線的整流二極管在納米光電子學和電子學、生物傳感等領域具有潛在應用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于ZnO納米線的整流二極管的制作方法。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：一種基于ZnO納米線的整流二極管的制作方法，其制作方法步驟如下：

(1)在襯底的正面生長介質；

(2)在介質上面制作ZnO納米線定位標記；

(3)將ZnO納米線轉移并淀積在介質；

(4)利用定位標記對ZnO納米線進行定位；

(5)在介質上制作電極，且與ZnO納米線相連。

上述步驟(1)中生長介質是利用等離子體輔助化學氣相沉積技術PECVD，在P+?-Si器件襯底的正面生長SiO₂作為介質。

上述步驟(2)制作ZnO納米線定位標記的過程如下：在P+?-Si器件襯底的正面依次進行光刻定位標記圖形、蒸發金屬、金屬剝離，形成周期性排列的十字型標記，為后續的ZnO納米線定位工藝提供十字型定位標記。

上述步驟(3)將ZnO納米線轉移并淀積的過程如下：將ZnO納米線材料浸泡于異丙酮溶液中，采用超聲降解技術，使納米線從生長襯底表面脫落，懸浮于異丙酮溶液；將含有ZnO納米線的異丙酮溶液滴于P+?-Si器件襯底的正面，完成ZnO納米線的轉移和淀積。