[發(fā)明專利]一種鍺材料表面穩(wěn)定鈍化的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410406487.3
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN104157554A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許寶建;蔡奇;金慶輝;趙建龍;葉林;狄增峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 潘振甦

1.一種鍺材料表面穩(wěn)定鈍化的方法，其特征在于利用Ge與含長碳鏈硫醇，在特定條件下反應(yīng)，通過調(diào)整反應(yīng)體系的成份和溫度，實現(xiàn)Ge表面氧化層與金屬離子的有效去除，獲得表面氯化的Ge片，然后浸泡到長碳鏈硫醇溶液中進(jìn)行鈍化處理，Ge表面自組裝上長碳鏈硫醇分子，實現(xiàn)Ge表面的穩(wěn)定鈍化保護(hù)，所述的長碳鏈硫醇為CH₃(CH₂)_nSH，n≥9。

2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于n＝11的十二硫醇，n＝15的十六硫醇或n＝17的十八硫醇。

3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于具體步驟是：

步驟1：將Ge片分依次置于丙酮和乙醇溶液中進(jìn)行超聲清洗，以去除Ge片表面的有機(jī)污染物；

步驟2：依次采用去離子水和鹽酸溶液對Ge片進(jìn)行浸泡清洗，以去除Ge片表面殘留的氧化層與金屬離子；并用氮氣吹干得到表面氯化的Ge片；

步驟3：采用乙醇和水的混合液配制用于鈍化的硫醇溶液；

步驟4：在加熱條件下將步驟2浸泡清洗好的Ge片浸泡到步驟3配制的硫醇溶液中進(jìn)行鈍化處理，使得Ge表面自組裝上長碳鏈硫醇分子，從而獲得超穩(wěn)定的鈍化表面。

4.按權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：

a)步驟1中所述Ge為晶向為(100)、(110)或(111)的Ge片，或者為絕緣層上生長的Ge；

b)超聲清洗時間為10-20min；

c)步驟2中所述的鹽酸溶液由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為38.3％的分析純鹽酸用去離子水稀釋而成，該步驟中采用的鹽酸質(zhì)量百分?jǐn)?shù)在5～10％，而去離子水和鹽酸處理的時間為30min～2h；

d)步驟3中所述的配制硫醇溶液用到的溶劑為乙醇和水的混合液，其中水的含量體積百分比為10～50％，而硫醇的最終濃度為0.1～10mmol/L；

e)步驟4中鈍化反應(yīng)的體系需要密封以減少乙醇的揮發(fā)，反應(yīng)的溫度范圍為60～80℃，鈍化時間為12～24h；

f)除步驟4中的鈍化反應(yīng)需要在60～80℃特定加熱條件下進(jìn)行外，其他處理均在25℃室溫下完成。

5.按權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于鈍化的長碳鏈硫醇的濃度為0.1mM/L、1mM/L或10mM/L。

6.按權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于用振蕩器混合試劑，直到混合試劑中白色懸濁物消失。

7.按權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于步驟3配置硫醇溶液時乙醇和誰的混合液中乙醇和水的體積之比為1:1。

8.按權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于制備的鈍化Ge在大氣環(huán)境下能至少15天維持穩(wěn)定，在水相高濕度條件下穩(wěn)定時超過10天；所述高濕度條件指80℃，含水量50％。

9.按權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于正十二硫醇鈍化處理的鈍化Ge材料接觸角大于100°。