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快速生长纳米硅丝的方法技术

技术编号:3207622 阅读:149 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
快速生长纳米硅丝的方法,其特征是步骤如下:    首先将抛光硅片进行化学清洗,去除硅片表面的杂质,然后利用镀膜设备在硅片表面镀一层金属膜作为催化剂,再将其置入快速热处理设备中,在1~10秒内升温至800~1250℃,于保护气下热处理10~500秒,冷却即可。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米硅丝的生长方法。
技术介绍
纳米材料以其优异的性能现在正得到越来越多的关注。纳米硅丝由于其量子局域效应,具有良好的红光发射性能,可望与传统的硅基大规模集成电路结合,在光电器件中得到应用。此外,通过对纳米硅丝掺杂,可制备出纳米尺度的微型二极管和三极管,在纳米电子领域发挥重要作用。但是到目前为止,低成本大产率的制备纳米硅丝的方法还比较缺乏。纳米硅丝目前的制备方法一般有激光烧蚀法、加热硅和硅氧化物粉末、气相沉积法等,这些方法的普遍缺点是制备时间过长,制备温度高,导致产率低,成本过高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种。本专利技术方法步骤如下首先将抛光硅片进行化学清洗,去除硅片表面的杂质,然后利用镀膜设备在硅片表面镀一层金属膜作为催化剂,再将其置入快速热处理设备中,在1~10秒内升温至800~1250℃,于保护气下热处理10~500秒,冷却,可在硅片表面产生大量硅纳米丝。上述的金属膜可以是任意一种金属膜,如金、镍、铁,通常,为了制备方便,以采用金膜为好。所说保护气可以是氩气或氮气。本专利技术采用快速热处理,在镀催化剂的硅片表面生长纳米硅丝,热处理时间短,只需要几十秒就可制备出大量的纳米硅丝,设备简单,成本低,产率高,可望大规模推广使用。附图说明图1是用本专利技术方法制得的样品表面扫描电镜照片。具体实施例方式采用2×2cm单面抛光的P型<100>单晶硅片,电阻率10~12Ω·cm作为衬底材料,用弱氢氟酸(5%)、丙酮和去离子水先后清洗,待烘干后用镀膜机在表面镀一层薄金膜作为催化剂。随后将样品置入快速热处理设备的样品架上,通氩气作为保护气。利用铂铑合金热电偶监测温度。快速热处理过程可采用一步到位法,在10秒内快速直接升温至1150℃,在此温度下保温30秒,然后关闭热源冷却样品。冷却方式可采用水冷加风冷。样品冷却后用扫描电子显微镜(SEM)观测生成的纳米硅丝的表面形貌(见图1),从图1中可以看到大量的纳米硅丝已经形成,直径从几十纳米到300纳米不等,长度达10微米量级。这是由于高温促使硅表面原子脱附并与金原子形成共融液滴(硅金合金的最低共熔点为363℃),由于持续有硅原子进入液滴,导致合金中硅分量过饱和,不断分凝出纳米尺度的硅丝。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.快速生长纳米硅丝的方法,其特征是步骤如下首先将抛光硅片进行化学清洗,去除硅片表面的杂质,然后利用镀膜设备在硅片表面镀一层金属膜作为催化剂,再将其置入快速热处理设备中,在1~10秒内升温至800~125...

【专利技术属性】
技术研发人员:汪雷卢晓敏杨德仁
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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