【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体单晶纳米点制备领域，尤其涉及一种gesn和gepb半导体单晶纳米点的制备方法。
技术介绍
1、锗锡（gesn）和锗铅（gepb）是一类新型的iv族合金半导体材料。gesn和gepb的带隙随sn和pb组分变化可调。当sn、pb组分分别超过8%、3.4%时，gesn和gepb合金从间接带隙材料转变为直接带隙材料，且gesn和gepb的制程与传统硅基cmos工艺兼容，可用于制备理想的硅基高效发光光源。高组分gesn、gepb合金虽然可实现直接带转变，但由于导带整体下降导致发光波长超出光通讯常用波段。制备低维gesn、gepb结构，如gesn纳米点，利用量子限制效应展宽带隙，是解决带隙过窄的有效途径。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种gesn和gepb半导体单晶纳米点的制备方法，将aao模版方法结合磁控溅射系统在250~360 ℃温度和大于21 nm/min的高速率下外延生长gesn和gepb单晶纳米点，提高了晶体质量。
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种gesn和gepb半导体单晶纳米点的制备方法，包括以下步骤：
4、1）选择具有与所生长材料相似晶体结构以及较小的晶格失配的半导体晶圆衬底，并清洗；
5、2）将多孔阳极氧化铝膜（aao）模版转移至半导体晶圆衬底上，并用丙酮溶液溶解聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate，pmma）；p>
6、3）将步骤2）转移好aao模版并溶解掉pmma的衬底送入溅射腔中磁控溅射外延生长gesn或gepb，衬底温度250~360 ℃，溅射速率大于21 nm/min；
7、4）机械剥离aao模版，获得gesn、gepb半导体单晶纳米点。
8、所述半导体晶圆衬底为si(001)、ge(001)。
9、将si(001)晶圆衬底以标准rca清洗，或ge(001)晶圆衬底使用丙酮、乙醇和去离子水依次超声清洗，以去除表面颗粒和有机污染。
10、将清洗后的si(001)晶圆衬底或ge(001)晶圆衬底用稀释的hf溶液中浸泡并冲洗以去除表面氧化层。
11、将 aao模板正面向下平放在清洗干净的衬底上，用镊子将aao模板和衬底一角夹住浸入丙酮溶液中，以溶解支撑aao模板的pmma。
12、步骤4）中，机械剥离的方式包括胶带粘贴。
13、本专利技术制备的gesn和gepb半导体单晶纳米点，纳米点的横向尺寸由aao模版的微孔孔径（20 nm至微米量级）确定，高度由溅射材料平均厚度（数个纳米至100纳米量级）决定，较好的准直性有利于制备较大高宽比的纳米点。
14、相对于现有技术，本专利技术技术方案取得的有益效果是：
15、本专利技术以aao作为模版，采用磁控溅射方法分别在276 ℃，25 nm/min和360 ℃，26nm/min的生长条件下于si(001)、ge(001)衬底上制备出gesn和gepb单晶纳米点阵列，纳米点平均直径为70 nm，平均高度为21 nm。
16、本专利技术中，gesn和gepb组分可通过溅射速率进行控制，提高单晶晶体质量通过调节溅射时的晶圆衬底温度实现，温度过低，不能形成单晶纳米点，温度过高，sn、pb易偏析造成纳米点相应组分下降。
17、本专利技术在si(001)衬底和ge(001)衬底上制备的gesn、gepb单晶纳米点具有较高的晶体质量，界面处不存在明显的位错。本专利技术方法为制备高质量gesn、gepb单晶纳米点结构提供新工艺方案，有望应用于硅基光电集成中的硅基高效发光探测器件研发。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种GeSn和GePb半导体单晶纳米点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种GeSn和GePb半导体单晶纳米点的制备方法，其特征在于：所述半导体晶圆衬底为Si(001)、Ge(001)。
3.如权利要求1所述的一种GeSn和GePb半导体单晶纳米点的制备方法，其特征在于：步骤4）中，机械剥离的方式包括胶带粘贴。
4.一种GeSn和GePb半导体单晶纳米点，其特征在于：采用权利要求1~3任一制备方法所制得。
【技术特征摘要】
1.一种gesn和gepb半导体单晶纳米点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种gesn和gepb半导体单晶纳米点的制备方法，其特征在于：所述半导体晶圆衬底为si(001)、ge(001)。
...【专利技术属性】
技术研发人员：夏世龙，甘秋宏，于九龙，李成，林光杨，黄巍，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：
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