[發明專利]一種基于橋接生長的納米線器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201710532974.8
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107331705B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 黃輝;渠波;趙丹娜;呂瑞
• 申請（專利權）人: 黃輝;渠波;趙丹娜
• 主分類號: H01L29/775
• 分類號: H01L29/775;H01L21/335;B82Y10/00
• 代理公司: 北京金之橋知識產權代理有限公司 11137
• 代理人: 劉卓夫;李紅

本發明涉及一種基于橋接生長的納米線器件的制備方法包括以下步驟：在具有導電層的襯底上制備凹槽結構，并在凹槽側壁生長納米線，使納米線橋接凹槽兩側的導電層，同時該生長過程也會在凹槽內產生沉積物；通過在凹槽結構內設置犧牲層或犧牲條，或，通過在凹槽結構的背部開設凹槽，以使凹槽結構兩側的沉積物相互隔絕，以消除納米線生長過程中帶來的沉積物問題，從而使得凹槽結構兩側的電互聯僅取決于橋接納米線。其有益效果是：本發明解決了橋接納米線生長過程中凹槽內的沉積物問題，從而確保了凹槽兩側的電互聯僅由橋接納米線決定，消除了導電沉積物對納米線器件的影響，提高了橋接納米線器件的性能。

技術領域

本發明涉及納米線器件領域，特別涉及一種基于橋接生長的納米線器件及其制備方法。

背景技術

納米技術被認為是21世紀的三大科學技術之一。其中，納米線由于其獨特的一維量子結構，被認為是微納電子器件和光子器件的基本結構。

盡管納米線具有重要的應用前景，但是納米線器件的實用化和產業化還需要解決一系列問題，其中的關鍵問題是如何對極其纖細的納米線進行操控、組裝和加工。目前，納米線器件的制備，如Nanotechnology，24(2013)245306論文中公開的，通常包括以下復雜的步驟：1.在襯底上生長納米線；2.將納米線從襯底上剝離下來，轉移至另一襯底表面，并實現平行有序排列；3.在納米線的兩端鍍上金屬電極。

然而，上述制備方法存在以下缺點：工藝步驟復雜；納米線的剝離與排列等步驟，需要采用各種化學試劑，會污染(或損傷)納米線表面；而且由于金屬電極與納米線之間屬于物理接觸，納米線與電極的接觸面積很小，因此使得金屬電極與納米線之間電接觸特性很差、附著不牢固。

為此，人們提出納米線的橋接生長工藝，例如：ZL 201110144804.5；Nanotechnology，15(2004)L5-L8中公開了一種納米線的橋接生長工藝：在納米線的生長過程(上述步驟1)中，同時實現納米線的排列、以及納米線與電極之間的互聯，從而簡化器件的制備。但是這些方法存在以下缺點：1.需要在襯底上制備半導體臺階(或凹槽)，該臺階(或凹槽)與襯底之間必須電隔離(即采用電絕緣層)；2.這種三層結構(臺階、電絕緣層、以及襯底)的制備，需要采用晶片鍵合或離子注入等工藝在襯底內部形成電隔離層，制備工藝復雜。

為了進一步簡化制備工藝，申請人在中國專利申請201610213762.9中公開了一種基于橋接生長的納米線器件及其制備方法，其是在具有凹槽結構的絕緣襯底上鍍導電層，將三層結構簡化為兩層結構(即導電層與絕緣襯底)，以降低制備難度。

但是，上述兩種納米線的橋接生長方案，都存在一個問題：在納米線生長時，凹槽底部也會沉積上物質，從而使凹槽兩側的電絕緣特性被破壞(相當于在橋接納米線的兩端之間產生了旁路電流)。

綜上所述，如何解決凹槽底部的沉積物問題，制備出高性能、低成本的納米線器件，是本領域的技術人員亟需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、成本低廉的橋接納米線器件及其制備方法。

本發明提供了一種基于橋接生長的納米線器件，其技術方案為：

一種基于橋接生長的納米線器件，包括設置有凹槽結構的襯底、導電層和納米線，其特征在于：所述導電層設置在所述凹槽結構的兩側，一側壁上的導電層作為納米線器件的源電極，另一側壁上的導電層作為納米線器件的漏電極，所述源電極與所述漏電極通過所述納米線連接；所述凹槽結構的底部設置有犧牲層或犧牲條，或，所述凹槽結構的背部設置有貫穿襯底和沉積物的凹槽，使得凹槽兩側的沉積物相互隔絕。

本發明提供的一種基于橋接生長的納米線器件還可具有如下附屬技術方案：

其中，所述犧牲層選擇能夠被腐蝕且耐高溫的材質。

其中，所述犧牲層為氧化硅層。