專利名稱：半導(dǎo)體材料納米線的分散系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種用半導(dǎo)體材料制造納米線的方法，該方法包含權(quán)利要求1的前序部分中的步驟。
本發(fā)明也涉及到半導(dǎo)體材料納米線在分散劑中的分散系(dispersion)。
本發(fā)明還涉及到一種制造襯底上具有納米線的器件的方法，在該方法中在襯底上提供納米線的分散系。
這樣一種方法來自于J.van den Meerakker，Pcoc.PorousSemiconductors，9-16March 2002。在已知的方法中，納米線從半導(dǎo)體襯底陽極刻蝕而成。由此可以在約20分鐘的時(shí)間段內(nèi)形成多于十億(109)條納米線。發(fā)現(xiàn)約30nm的直徑是可能的，而對(duì)于納米線的長度可以獲得100μm的值。經(jīng)過可能的氧化步驟和隨后的刻蝕步驟，可以通過超聲振動(dòng)從襯底移走納米線。
已知方法的一個(gè)缺點(diǎn)是納米線長度不夠均勻，特別是在形成長度大大小于100μm的納米線的情況下。
因此本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供在第一段中所描述的一種方法，利用該方法，獲得在給定誤差范圍內(nèi)具有基本均勻的長度的納米線。
該目的的實(shí)現(xiàn)在于在第一和第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行陽極刻蝕，第一和第二時(shí)間段對(duì)應(yīng)于沿納米線的第一和第二區(qū)域，使得在第二時(shí)間段刻蝕以比第一時(shí)間段更高的電流密度進(jìn)行，從而在第一區(qū)域所形成的納米線的直徑大于第二區(qū)域的，結(jié)果在去除納米線的時(shí)候，第二區(qū)域的納米線斷裂，納米線的去除在形成納米線分散系的池中進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的方法形成在給定誤差范圍內(nèi)具有基本均勻的長度的納米線。該方法依據(jù)一個(gè)事實(shí)，即被刻蝕的孔在相對(duì)于襯底表面的特定深度處變得更寬。這意味著在納米線的某些位置處形成變窄的部分。然后通過氧化去除該表面。此處另人驚奇地發(fā)現(xiàn)，在變窄部分(即第二區(qū)域)的層被去除，該層并不比其它區(qū)(即第一區(qū)域)中的顯著薄。換言之，變窄的區(qū)域甚至變得更薄從而形成斷裂點(diǎn)。當(dāng)具有納米線的襯底被振動(dòng)時(shí)，優(yōu)選超聲振動(dòng)，納米線此時(shí)會(huì)在斷裂點(diǎn)斷裂。由此，形成在給定誤差范圍內(nèi)具有基本均勻的長度的納米線。特別地，誤差范圍尤其取決于第二區(qū)域的長度。在申請(qǐng)EP 02075950.2中更詳細(xì)地描述了通過陽極刻蝕制造納米線的方法，該申請(qǐng)不先于本申請(qǐng)書公開，此處引用作為參考。
多次重復(fù)納米線的表面氧化和去除步驟是有利的。氧化和刻蝕步驟的四步循環(huán)獲得尤其好的結(jié)果。這樣做的結(jié)果是發(fā)現(xiàn)可以很好地調(diào)節(jié)納米線的最終厚度。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在多個(gè)交替的第一和第二時(shí)間段中進(jìn)行陽極刻蝕，從而形成多個(gè)沿納米線長度交替排列的第一和第二區(qū)域。該實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以形成大量納米線。更重要的優(yōu)點(diǎn)是不必每一步驟都在表面提供新的掩模。還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以用具有有限數(shù)量的不同長度的納米線制備分散系。
優(yōu)選制備長度小于5μm，更優(yōu)選小于約3μm的納米線分散系。尤其優(yōu)選的是長度為0.3-1.0μm的納米線的分散系。這些分散系的優(yōu)點(diǎn)是它們?nèi)找嬖黾拥姆€(wěn)定性?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)具有約5μm長度的納米線在沒有穩(wěn)定劑穩(wěn)定的分散系保持穩(wěn)定約1小時(shí)。如果該分散系是用于通過旋涂、印刷或類似技術(shù)在襯底表面提供納米線，1小時(shí)的穩(wěn)定時(shí)間在實(shí)踐中是非常充分的。較短的納米線特別是長度不超過1μm的納米線，形成膠體穩(wěn)定分散系。如果該分散系作為層提供，尤其是對(duì)于類似液晶材料的應(yīng)用，這種分散系是我們所期望的。
襯底材料尤其可以是GaAs、Si、InP或其它III-V或II-VI型半導(dǎo)體。在Si的情況下，既可以是n-型摻雜也可以是p型摻雜。在n型摻雜的情況下，曝光特別發(fā)生在第二表面，即背離具有刻蝕掩模的表面。如果在該第二表面存在P型亞層，則不一定如此。如果使用Si，該表面優(yōu)選處于(100)晶面。然后可以通過預(yù)刻蝕制造金字塔形缺口。這些缺口的制造，例如，用KOH溶液刻蝕劑進(jìn)行。金字塔形出現(xiàn)是因?yàn)樵?111)方向基本不發(fā)生刻蝕。
在另一個(gè)有趣的實(shí)施例中，在分散系中為納米線提供期望材料的層。以從溶液提供到表面上的方式制備納米線，并因此可以獲得期望的功能特性。通過根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的納米線具有大致介于立方體和圓柱體中間的形狀，同時(shí)它們具有一定剛性。這意味著與它們的體積相比，它們具有相對(duì)大的表面積，這可以作為優(yōu)勢(shì)使用。
這樣得到的納米線與球體相比具有大的表面積。與金納米線相比，半導(dǎo)體材料納米線，特別是硅納米線，具有低成本和易加工的優(yōu)勢(shì)。納米線優(yōu)于材料作為層提供的優(yōu)點(diǎn)在于納米線存在于穩(wěn)定分散系中，優(yōu)選是基于例如水和乙醇的簡(jiǎn)單溶劑的分散系中。因此在表面提供材料對(duì)身體或環(huán)境不造成危險(xiǎn)。納米線與晶體相比，優(yōu)點(diǎn)在于可以得到大量尺寸均勻的體并且它們具有良好的附著性。
優(yōu)選用溶膠-凝膠工藝提供想要得到的材料層?；蛘撸梢赃@樣提供所述層，即使鹽淀積在納米線的表面上，該鹽以超過其溶度積的濃度引入到分散系中。因此納米線可以同樣好地用作晶核或作為選擇性吸附體。
如果材料包含，例如，發(fā)光基團(tuán)，可以用涂敷工藝在物體表面提供發(fā)光顆粒?？梢砸栽诒砻嫣峁┙Y(jié)構(gòu)的模式來實(shí)現(xiàn)發(fā)光。如果提供磁性材料，可以增強(qiáng)介質(zhì)的磁化率。也可以通過使用根據(jù)本發(fā)明的具有合適材料的表面層的納米線來調(diào)節(jié)光學(xué)和電學(xué)性能。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，用溶膠-凝膠工藝提供材料。特別優(yōu)選的修改是利用正硅酸乙脂(tetraethoxyorthosilicate)(TEOS)提供二氧化硅層，在該層化學(xué)結(jié)合著色劑-如異硫氰酸鹽(isothiocyanate)。這種著色劑和氧化硅顆粒的結(jié)合本身由van Blaaderen and Vrij，Langmuir，8(1992)，2921-2931已知。這樣的結(jié)合特別通過異硫氰酸鹽和烷氧基硅烷(alkoxysilane)如(3-氨丙基(aminopropyl))-三乙氧基甲硅烷(triethoxysilane)的結(jié)合發(fā)生，因此反應(yīng)產(chǎn)物添加到TEOS溶液中。該TEOS溶液與分散系充分混合。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供半導(dǎo)體材料的納米線分散系，可以通過常用技術(shù)在襯底上提供該分散系。實(shí)現(xiàn)該目的在于這樣的分散系可以通過根據(jù)本發(fā)明的方法得到。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供分散系或溶劑，利用該分散系或溶液，可以通過常用技術(shù)在表面上提供期望的材料。該目的用分散劑中的半導(dǎo)體材料納米線分散系實(shí)現(xiàn)，該納米線具有期望材料的表面層。該分散系的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它也很適合粗糙表面或者以其它方式非平坦的表面。利用薄膜技術(shù)時(shí)這種表面可能保留部分不被涂敷，但是利用根據(jù)本發(fā)明的分散系獲得比較好的分布，這是因?yàn)槠渎晕⒏植诘某矶?。該分散系的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是也可以用這樣的方式在表面上或在可能有或沒有粘性或可能固化或不固化的分散系中提供期望的材料，期望的材料與該表面原則上沒有充分粘附，或它在該分散系中不穩(wěn)定或不夠穩(wěn)定。此處的納米線實(shí)際上是吸附期望材料的一個(gè)微小的載體。該分散系的第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是作為組成部分的納米線具有相對(duì)大的表面積，特別是當(dāng)與球體相比時(shí)。
利用其中納米線的長度為0.3-1.0μm的分散系獲得較好的結(jié)果，該長度更優(yōu)選在給定誤差范圍內(nèi)是均勻的。這樣的分散系在沒有任何另外的穩(wěn)定劑的情況下也是穩(wěn)定的。這特別適合于其中分散劑不去除并且納米線不粘附到表面的應(yīng)用。這樣的應(yīng)用是，例如，那些類似于液晶材料的應(yīng)用，特別是對(duì)于產(chǎn)生由施加的電壓或電流的變化控制的光學(xué)效應(yīng)的應(yīng)用。在此情況下該分散系還另外包含期望濃度的鹽，由此可以優(yōu)化納米線的轉(zhuǎn)換特性。由于其高折射率，半導(dǎo)體材料Si的納米線特別適合于這種用途。其表面具有SiO2表面層的納米線優(yōu)選用于這樣的應(yīng)用，SiO2表面層可以被改變并用溶膠-凝膠工藝提供在納米線上。與從B.van derZande等的，J.Phys Chem.B，103(1999)，5754-5760得知的同等的Au納米線相比，具有表面層的半導(dǎo)體材料納米線的優(yōu)點(diǎn)是它們更易于獲得，并且最終得到的分散系可以以更簡(jiǎn)單的方式被優(yōu)化和穩(wěn)定。
所使用的分散劑可以是諸如乙醇、水和其它醇或烷氧基醇(alkoxyalcohol)的常用試劑?？梢蕴砑佑糜谀z體溶液的穩(wěn)定劑。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種器件制造方法，其中在襯底上提供納米線分散系。達(dá)到該目的在于提供了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體材料納米線分散系中的一種。
在提供分散系以及淀積納米線之后，可以通過沖洗和隨后的蒸發(fā)去除分散劑。另一種可能是分散系被固化，或在液體池中提供分散系。該分散系還可包含功能性組分，它穩(wěn)定該分散系或與納米線一起淀積。
在第一個(gè)修改例中，該器件是一個(gè)具有晶體管、圖象顯示元件、傳感器或無源元件的電子器件，其中納米線或納米線分散系在元件中形成有源層，即半導(dǎo)體層或電光層。該方法的優(yōu)點(diǎn)是該有源層可以從溶液提供。
在第二個(gè)修改例中，提供納米線之后，納米線存在于器件的表面層。實(shí)例有涂層、包裝材料等。根據(jù)本發(fā)明的納米線提供將功能性結(jié)合在這樣的涂層中的可能性。此處根據(jù)本發(fā)明的納米線的優(yōu)點(diǎn)首先是它們相對(duì)大的表面積，其次是它們制造簡(jiǎn)單，第三是材料的化學(xué)穩(wěn)定性以及第四是長度的均勻性。如上所述的一個(gè)實(shí)例是具有發(fā)光材料表面層的納米線在球或其它物體中的應(yīng)用，這些物體通常是用于操縱的可運(yùn)動(dòng)物體。另一個(gè)實(shí)例是在所謂的集成電路用安全涂層中使用納米線。這些涂層用于防止電路被拆開，進(jìn)行未授權(quán)的修改之后又裝好并重新使用。用于該目的安全涂層應(yīng)該是不透明的并且是化學(xué)惰性的。優(yōu)選用溶膠-凝膠工藝提供該涂層，更優(yōu)選溶膠-凝膠溶液包含單鋁磷酸鹽(monoaluminumphosphate)成分。此外，它優(yōu)選包含產(chǎn)生不均勻分布電容或磁化率的分散顆粒。根據(jù)本發(fā)明的分散系非常適合這種用途，特別是在該分散系中存在不同長度和不同表面層的納米線的情況下。因此最終得到的器件是如權(quán)利要求13所述的電子器件。所述層可以是，例如，表面層、有源層或安全涂層。長度分布可以包含一個(gè)或多個(gè)分立的長度，或適當(dāng)?shù)姆植肌?br> 根據(jù)本發(fā)明的分散系制備方法的這些和其它方面、分散系本身以及器件的制造方法將參考下列圖得到更詳細(xì)地說明，其中

圖1示意性示出了可以實(shí)施該方法的裝置；圖2是應(yīng)用該方法的半導(dǎo)體襯底的詳細(xì)示意圖；圖3是在該方法的第一個(gè)實(shí)施例中納米線的直徑d與氧化和刻蝕步驟次數(shù)的函數(shù)關(guān)系圖；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明的電子器件的橫截面示意圖。
圖中相同的元件用相同的參考數(shù)字。圖紙不是按真實(shí)比例繪制，而僅僅表示實(shí)例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，在權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)可以想出替換實(shí)施例。
圖1示意性表示出實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法所使用的裝置20。裝置20包含刻蝕池25，其中有陰極21和陽極22，它們通過電流源極26相連。在該實(shí)例中，陰極21是表面積為196cm2的Pt板。陽極22構(gòu)造成Pt網(wǎng)，因?yàn)镻t網(wǎng)散射并透射光。裝置還包含其中放置半導(dǎo)體襯底10的電解池24。如果使用n-型摻雜的Si半導(dǎo)體襯底，光源23打開。所使用的光源23優(yōu)選為鎢鹵素?zé)簟？涛g池25是乙醇(0-30M)、HF(1-10M)和十六烷基三甲基氯化銨(cetyltrimethylammoniumchloride)(CTAC，0-0.02M)的水溶液?？涛g池25的容積為7.91。通過溫度調(diào)節(jié)裝置抽取該溶液，所述溫度調(diào)節(jié)裝置保持池中溫度恒定在1℃之內(nèi)。溫度設(shè)定在0-60℃。電解池24與襯底10、聚丙烯容器和透光的聚碳酸酯板相鄰。池中是0.13M的K2SO4溶液。陽極22和陰極21之間的電勢(shì)差典型地為30V的量級(jí)，電流密度為10-300mA/cm2的量級(jí)。陽極22通過K2SO4溶液的電導(dǎo)連接到襯底10。
圖2示意性圖示出納米線104制造方法的三個(gè)階段中襯底10的詳細(xì)情況。該襯底10具有表面1和與表面1相背并優(yōu)選基本平行于表面1的的第二表面2。在表面1上提供圖形化蝕刻掩模。從表面1刻蝕襯底10。為此目的，半導(dǎo)體襯底10的表面1放在內(nèi)有水、乙醇、HF和表面活性劑十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)的刻蝕池25中，而它的第二表面2放在電解池24的K2SO4溶液(圖2中沒有表示出刻蝕池和電解池)。導(dǎo)電的硫酸鉀提供陽極和襯底10的第二表面2之間的導(dǎo)電連接。襯底10的表面1是p-型摻雜，摻雜濃度約為1015a toms/cm3，相應(yīng)電阻率為10-30Ω.cm。所用摻雜劑為B。在其它實(shí)驗(yàn)中也得到好的結(jié)果，電阻率更高達(dá)到1000Ω.cm。半導(dǎo)體襯底10的后部2高濃度摻雜B(摻雜水平為1020atoms/cm3或更高)。為了進(jìn)一步提高半導(dǎo)體襯底10的第二表面2的導(dǎo)電性，可以提供導(dǎo)電層，例如Al導(dǎo)電層。
圖2A表示在前部1中提供了缺口15后的半導(dǎo)體襯底10。缺口15從已經(jīng)提供的圖形化刻蝕掩模中的開口形成。刻蝕掩模如下制造在襯底10上依次提供140nm厚的Si3N4層和光致抗蝕劑層。所述光致抗蝕劑通過具有直徑為1.5μm的孔的掩模局部暴光。開口間距12為3.5μm。該間距定義為兩個(gè)相鄰開口的中心之間的距離。暴光部分的光致抗蝕劑被溶解，從而Si3N4暴露出來。用H3PO4溶液，優(yōu)選濃H3PO4溶液刻蝕Si3N4層。然后在氧等離子體中去除光致抗蝕劑。將半導(dǎo)體襯底10放置在70℃的8.8M的KOH池中保持8分鐘。于是KOH溶液在快的(100)晶向刻蝕Si半導(dǎo)體襯底10，而慢的(111)晶向基本保持不受影響。這樣，在直徑150mm的半導(dǎo)體襯底10的表面1中形成了多于十億(109)條形狀基本一致的金字塔形的尖頂缺口15。由此形成六角形的柵格。
圖2B表示陽極刻蝕一段時(shí)間之后的襯底10。設(shè)定用于刻蝕處理的溫度、HF濃度和所施加的電勢(shì)，從而使電流密度大于峰值電流密度Ips的90％。一種情形是，例如，在HF濃度為3.0M和溫度為30℃的池中，電流密度為60mA/cm2。在第一階段發(fā)現(xiàn)刻蝕各向同性地發(fā)生。然后刻蝕各向異性地繼續(xù)。
圖2C表示在第一階段以65mA/cm2的電流密度和在第二階段以100mA/cm2的電流密度的刻蝕發(fā)生后的下一階段的半導(dǎo)體襯底。然后多次重復(fù)第一和第二階段的刻蝕。結(jié)果是孔交迭后得到相互連結(jié)的納米線104，并且第一區(qū)域4具有第一直徑，而第二區(qū)域5具有第二直徑。第二直徑小于第一直徑。在本實(shí)例的第一區(qū)域4具有5μm的長度，而第二區(qū)域5的長度為1.0μm。但是，這些長度可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)。通過選擇刻蝕次數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。獲得更大均勻度的原因在于第一和第二區(qū)4、5的長度比增加。納米線104的長度可以設(shè)定在約0.2和10μm之間的一個(gè)期望長度，甚至更長。第二區(qū)域選擇在0.1和1.0μm之間。通過選擇刻蝕時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)。但是，此處還可以通過優(yōu)化和自動(dòng)控制電流密度的改變進(jìn)行改進(jìn)。
圖2D表示納米線104的表面通過蝕刻之前的氧化去除之后的下一階段的半導(dǎo)體襯底10。在950℃下加熱15分鐘進(jìn)行氧化。將納米線浸入3.75M的HF溶液進(jìn)行刻蝕。在本實(shí)例中，納米線的起始直徑是幾百納米，這導(dǎo)致每一步減薄100-150nm?？偣策M(jìn)行4次氧化和刻蝕步驟。納米線104的第一區(qū)域4和第二區(qū)域5的最終厚度d(單位納米)作為步驟進(jìn)行次數(shù)n的函數(shù)示于圖3中。在其它實(shí)驗(yàn)中，在氧化和刻蝕過程中，通過增加電流密度和更有利的設(shè)置，獲得了厚度小于200nm甚至小于50nm的納米線。
圖2E表示相互連結(jié)的納米線104的分散系50。納米線104已經(jīng)通過超聲振動(dòng)從半導(dǎo)體襯底(此處未表示出)分離。分散系50包含乙醇或乙醇和水的混合物作為分散劑。
圖2F表示相互連結(jié)的納米線104彼此分離后的分散系50。通過超聲振動(dòng)持續(xù)約30分鐘實(shí)現(xiàn)該分散系。第一實(shí)驗(yàn)最終得到的納米線104在長度和直徑方面呈現(xiàn)大約25％的多分散性。
在如此獲得的分散系中添加氨和正硅酸乙脂(TEOS)，直到獲得6.0M水、1.0M氨和0.15M TEOS的乙醇溶液。在室溫下持續(xù)攪拌該分散系約1小時(shí)。然后通過過濾器去除分散劑，由此殘留物(納米線)再次分散在水和乙醇的混合物中。這產(chǎn)生具有SiO2表面層的納米線。表面層具有50-100nm的厚度。如果在連接的納米線從襯底分離之前短暫氧化，由此預(yù)先形成一薄的氧化物層，這對(duì)優(yōu)化該方法看來是有利的。如果需要發(fā)光表面層，改性的乙氧基硅酸鹽(ethoxysilicate)也添加到該分散系中。最終得到的分散系可以用已知方式提供到表面上。
圖4是器件實(shí)施例的橫截面示意圖，在這種情況下是薄膜晶體管。在聚酰亞胺襯底110上提供源電極101和漏電極102。電極101、102包含例如Au并通過光刻形成。電極101、102彼此被溝道105分開，溝道105優(yōu)選包含具有低介電常數(shù)的介電材料。尤其合適的材料是二氧化硅、氫-和methylsilsesquioxane、多孔氧化硅、SiLK和苯并環(huán)丁烯(benzocyclobutene)。材料的選擇也取決于襯底的選擇。電極101、102和溝道105的表面111被平面化，從而納米線104存在于基本平坦的表面111上。納米線104被放下并排列，使得在表面111上提供了具有納米線的分散系液滴，在此過程中施加電壓。納米線104通過施加頻率為1kHz、電壓超過25V的AC電壓排列。在納米線104上存在將柵電極103和納米線104分開的介電層106?；蛘撸诒砻?11上提供具有溝道的模子并將整個(gè)組件放置在具有納米線分散系的池中來排列納米線。利用壓力差使液體流動(dòng)，由此將納米線吸入模子的溝道中。這使得排列的納米線被定位。
本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)該明白，電子器件優(yōu)選包含大量按期望方式互連并形成電路的半導(dǎo)體元件100。還要指出在單個(gè)半導(dǎo)體元件100中可以存在大量納米線104，并且可選擇各種材料用于襯底110、電極101、102、103和介電層105、106，薄膜晶體管領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)該清楚這一點(diǎn)。此外，要指出根據(jù)本發(fā)明的納米線分散系也可用于不同器件，它可以采用可比方式，但用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的不同的襯底、電極以及覆蓋層。
總而言之，提供了一種制造納米線的方法，由此通過使用交變電流密度對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行陽極刻蝕而制備納米線。由此在納米線中形成不同直徑的第一和第二區(qū)域。隨后通過優(yōu)選的重復(fù)進(jìn)行的氧化和刻蝕步驟減少第一和第二區(qū)域的直徑。最后通過超聲振動(dòng)將納米線分散在分散系中，超聲振動(dòng)使連結(jié)的納米線分裂成長度基本均勻的獨(dú)立的線。隨后可以為納米線提供期望材料的表面層，例如發(fā)光材料表面層。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體材料納米線的方法，包括步驟在由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的襯底表面上提供具有開口的圖形化刻蝕掩模，這些開口具有基本均勻的間距；將具有刻蝕掩模的襯底放置在用于半導(dǎo)體材料的液體刻蝕劑中；在某個(gè)電流密度下進(jìn)行陽極刻蝕以形成基本上平行的孔，這些孔的間距和刻蝕掩模中開口的間距相對(duì)應(yīng)，使得所述孔的直徑變得至少和所述孔的間距一樣大，由此形成納米線；氧化納米線的表面，通過刻蝕去除所述表面；以及通過振動(dòng)從襯底去除納米線，其特征在于，在第一和第二時(shí)間段進(jìn)行陽極刻蝕，這兩個(gè)時(shí)間段對(duì)應(yīng)于沿納米線的第一和第二區(qū)域，從而使得刻蝕在第二時(shí)間段以比第一時(shí)間段中高的電流密度發(fā)生，以便所形成的納米線在第一區(qū)域比第二區(qū)域有更大的直徑，結(jié)果是去除時(shí)納米線在第二區(qū)域斷裂。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述去除發(fā)生在形成納米線分散系的池中。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，納米線表面的氧化和去除步驟重復(fù)多次。
4.權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，陽極刻蝕在多個(gè)交替的第一時(shí)間段和第二時(shí)間段中進(jìn)行，從而形成多個(gè)沿納米線長度交替的第一和第二區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為分散系中的納米線提供期望材料的層。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述期望材料通過溶膠-凝膠工藝提供。
7.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述材料是結(jié)合了發(fā)光著色劑的二氧化硅。
8.通過前述任何一個(gè)權(quán)利要求所述的方法能夠獲得的分散劑中的半導(dǎo)體材料納米線分散系。
9.一種分散劑中的半導(dǎo)體材料納米線分散系，該納米線具有期望材料的表面層。
10.權(quán)利要求9所述的分散系，其特征在于，所述線的長度為在0.3和1μm之間的范圍內(nèi)。
11.權(quán)利要求8或9所述的分散系，其特征在于，所述線的長度在誤差范圍內(nèi)是均勻的。
12.一種制造襯底上具有納米線的器件的方法，該方法中，在襯底上提供納米線分散系，其特征在于，在襯底上提供如權(quán)利要求7-10中任何一個(gè)所述的分散系。
13.一種包含其中分散了納米線的層的電子器件，該納米線具有預(yù)定的長度分布。
全文摘要
提供一種制造納米線(104)的方法，根據(jù)該方法，通過用交變電流密度陽極刻蝕半導(dǎo)體襯底(10)制備納米線，從而產(chǎn)生具有不同直徑的第一區(qū)域(4)和第二區(qū)域(5)。之后，優(yōu)選通過重復(fù)氧化和刻蝕步驟減小所述直徑。最后，通過超聲振動(dòng)將納米線(104)分散在分散系中，由此將連結(jié)的納米線分裂成長度基本均勻的獨(dú)立納米線。然后給納米線提供合適材料構(gòu)成的表面層，例如，發(fā)光材料表面層。
文檔編號(hào)H01L21/306GK1711211SQ200380103483
公開日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2003年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月18日
發(fā)明者J·E·A·M·范德米拉克, A·范布拉亞德倫, C·M·范卡特斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司