[發明專利]架構包含介電粒子支撐體的納米構造的方法

在審

• 申請號: 201410370876.5
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104733613A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 金俊亨
• 申請（專利權）人: SK新技術株式會社
• 主分類號: H01L51/40
• 分類號: H01L51/40;H01L51/48;H01L51/56
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 須一平

技術領域

本發明各實施例系有關于包括介電粒子支撐體(dielectric?particle?supporter)的納米結構、其制造方法、及其應用裝置。

背景技術

納米結構相較于傳統塊體(bulk)薄膜型結構具有量子限制效應(quantum?confinement?effect)、霍爾-佩奇(Hall-Petch)效應、滴熔點(dropping?melting?point)、共振效應(resonance?phenomenon)、優異的載流子遷移率(carrier?mobility)等特點。因此，納米結構被應用至化學電池、太陽能電池、半導體裝置、化學傳感器、光電裝置及其類似裝置。

納米結構一般是以自上而下(top-down)或自下而上(bottom-up)法所形成。自下而上(bottom-up)法包括汽-液-固(vapor-liquid-solid)生長法與液體生長法。汽-液-固生長法是基于一催化反應，且包括比如熱化學氣相沉積法(Thermal?Chemical?Vapor?Deposition；thermal-CVD)、金屬有機化學氣相沉積法法(Metal-Organic?Chemical?Vapor?Deposition；MOCVD)、脈沖激光沉積法(Pulsed?Laser?Deposition；PLD)、與原子層沉積法(Atomic?Layer?Deposition；ALD)。至于液體生長法，則建議使用自組裝(self-assembly)技術及水熱法(hydrothermal?method)。

根據傳統的自下而上(bottom-up)法，將事先準備好的納米粒子連接至具有經修飾表面的基板。然而，這種方法因難以控制納米粒子的尺寸，并導致存儲(memory)裝置的可重復性及可靠性惡化而受到限制。換句話說，通過簡單地將納米粒子連接至基板的方法來制造納米結構，看似是不可能改良內存效能，除非納米粒子合成技術產生顯著的進展。

為了克服此限制，可通過自上而下(top-down)法比如微影工藝來制備納米粒子。然而，因為使用自上而下(top-down)法需要高端(high-end)的微影設備，因此需要對設備進行大量的投資。而且，由于工藝相當地復雜，將其量產的能力受限。還有，雖然使用電子束實施蝕刻工藝，仍然很難將納米粒子的尺寸維持在預定程度(predetermined?level)之下。

發明內容

各實施例揭示可通過市售且符合成本效益的方法而快速量產的納米結構，及其制造方法。

各實施例也揭示具有可控制尺寸之納米粒子的納米結構，及其制造方法。

各實施例也揭示在比例經縮放的(scaled)應用裝置中能夠確保操作穩定性、再現性、及可靠性的納米結構。

各實施例也揭示包括良好的操作穩定性、再現性、及可靠性的納米結構的裝置。

在一實施例中，納米結構的制造方法包括：形成多個介電粒子支撐體(dielectric?particle?supporters)于一基板之上，介電粒子支撐體上包括多個連接分子(linkers)；形成多個金屬離子至連接分子；以及形成一或多個金屬納米粒子于連接分子之上。

形成一或多個金屬納米粒子的步驟可包括：施加能量至金屬離子。

此方法可進一步包括：將一介電有機材料與一無機氧化物的至少之一鍵結至每一個金屬納米粒子的表面。

此方法可進一步包括：在形成一或多個金屬納米粒子之前或期間提供一或多種的有機表面活性劑。

有機表面活性劑可為一含氮有機材料或一含硫有機材料。

有機表面活性劑可包括一第一有機材料及不同種類的一第二有機材料；且第一有機材料可為一含氮有機材料或一含硫有機材料，而第二有機材料可為一相轉移催化劑基(phase-transfer?catalyst-based)有機材料。

形成多個介電粒子支撐體(dielectric?particle?supporters)于一基板之上，介電粒子支撐體上包括多個連接分子(linkers)的步驟，可包括：在一連接溶液中混和介電粒子支撐體以準備一介電粒子支撐體溶液；以及施加或沉積介電粒子支撐體溶液至基板或施加或沉積該介電粒子支撐體溶液于基板上。

介電粒子支撐體可包括一介電材料，其具有選自下組的至少一元素，包括：金屬、過渡金屬、后-過渡金屬(post-transition?metal)、與類金屬。