CN100578736C - 一种刻蚀基板法外延定向生长氮化物纳米片网格的方法 - Google Patents
一种刻蚀基板法外延定向生长氮化物纳米片网格的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100578736C CN100578736C CN200710010519A CN200710010519A CN100578736C CN 100578736 C CN100578736 C CN 100578736C CN 200710010519 A CN200710010519 A CN 200710010519A CN 200710010519 A CN200710010519 A CN 200710010519A CN 100578736 C CN100578736 C CN 100578736C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate
- etching
- etch
- tablet
- oriented growth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 34
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 31
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 31
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 16
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 16
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 16
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 9
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 9
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract 4
- KCLANYCVBBTKTO-UHFFFAOYSA-N Proparacaine Chemical compound CCCOC1=CC=C(C(=O)OCCN(CC)CC)C=C1N KCLANYCVBBTKTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract 1
- 229940087458 alcaine Drugs 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract 1
- 239000002127 nanobelt Substances 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910000473 manganese(VI) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
一种刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法，采用刻蚀Si基板和反应物气相蒸发法制备垂直排列的AlN纳米片蜂窝状网格，首先用含1-5%的氢氟酸或盐酸腐蚀液刻蚀Si片1-20min，然后去除表面的氧化硅薄膜，用Al+AlCl3作反应物放置在真空CVD炉的恒温区，刻蚀后的Si片作沉积基板放在出气端，用蒸发法制备出具有蜂窝状网格形状的AlN纳米片。这种Si基板自生模板，与常规氧化铝多孔模板相比，可避免外加模板的杂质污染和清除模板时对所生长纳米结构的破坏。又因为Si基板表面的刻蚀沟槽是连通的，所以这种刻蚀基板法更适合外延定向生长纳米片网格结构。
Description
技术领域
本发明涉及一种刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法。
背景技术
AlN与GaN、BN一样是广泛应用的III-V族半导体材料。它具有低电子亲和势(＜0.25eV)可降低电子逸出功和与其相关的场发射开启电压；它的高熔点(2800℃)、高导热率、与Si基板的良好匹配(如：热膨胀系数相近等)、抗氧化、高强度和刚度等优点可有效提高其准一维阵列的热学、化学、力学稳定性，进而提高器件的场发射稳定性及可靠性。
发明内容
本发明的目的是提供一种刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法。
一种刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法，其特征在于：所述的刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法为采用刻蚀Si基板和反应物气相蒸发法制备垂直排列的AlN纳米片蜂窝状网格，首先，用含1-5％的氢氟酸或盐酸腐蚀液刻蚀Si片1-20min，然后去除表面的氧化硅薄膜，用Al+AlCl3作反应物放置在真空CVD炉的恒温区，刻蚀后的Si片作沉积基板放在出气端，用蒸发法制备出具有蜂窝状网格形状的AlN纳米片。
所述的刻蚀Si基板时用的腐蚀液优选为浓度是2％的氢氟酸腐蚀液。
所述的刻蚀Si基板时用的腐蚀液优选为浓度是1％的盐酸腐蚀液。
所述的去除表面的氧化硅薄膜的方法为，用丙酮和去离子水清洗若干次2-5次。
所述的蒸发法为，在1200℃下通N2气蒸发30-90分钟，炉管压力保持在1-10Torr下。
本发明的优点：
用刻蚀法在Si基板上原位自生出外延定向生长的控制模板，这种Si基板自生模板，与常规氧化铝多孔模板相比，可避免外加模板的杂质污染和清除模板时对所生长纳米结构的破坏。又因为Si基板表面的刻蚀沟槽是连通的，所以这种刻蚀基板法更适合外延定向生长纳米片网格结构。同时探讨了其生长机制，场发射实验发现这种AN纳米片的开启电压在3.2-5.0V/um之间，可比得上其他材料的相似结构如MnO3纳米带，CuO纳米带薄膜等，而且研究表明这一ALN纳米结构具有很高的场发射稳定性。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为刻蚀基板法外延定向生长氮化物纳米片网格的原理图；
图1中，从上到下依次分为三块：第一块上面颜色较深的是非晶Si氧化层、下面颜色较浅的是Si基板，第二块是已刻蚀的Si基板，第三块是生长后的ALN网格图。
图2为刻蚀完Si基板表面图；
图3为生长初期图；
图4为ALN纳米网格图。
具体实施方式
实施例1
一种刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法，其特征在于：所述的刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法为采用刻蚀Si基板和反应物气相蒸发法制备垂直排列的AlN纳米片蜂窝状网格，首先，用含2％的氢氟酸腐蚀液刻蚀Si片1min，然后去除表面的氧化硅薄膜，用Al+AlCl3作反应物放置在真空CVD炉的恒温区，刻蚀后的Si片作沉积基板放在出气端，用蒸发法制备出具有蜂窝状网格形状的AlN纳米片。
所述的去除表面的氧化硅薄膜的方法为，用丙酮和去离子水清洗2次。
所述的蒸发法为，在1200℃下通N2气蒸发30分钟，炉管压力保持在1Torr下。
实施例2
一种刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法，其特征在于：所述的刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法为采用刻蚀Si基板和反应物气相蒸发法制备垂直排列的AlN纳米片蜂窝状网格，首先，用含2％的氢氟酸或盐酸腐蚀液刻蚀Si片10min，然后去除表面的氧化硅薄膜，用Al+AlCl3作反应物放置在真空CVD炉的恒温区，刻蚀后的Si片作沉积基板放在出气端，用蒸发法制备出具有蜂窝状网格形状的AlN纳米片。
所述的去除表面的氧化硅薄膜的方法为，用丙酮和去离子水清洗3次。
所述的蒸发法为，在1200℃下通N2气蒸发60分钟，炉管压力保持在3Torr下。
实施例3
一种刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法，其特征在于：所述的刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法为采用刻蚀Si基板和反应物气相蒸发法制备垂直排列的AlN纳米片蜂窝状网格，首先，用含2％的氢氟酸或盐酸腐蚀液刻蚀Si片20min，然后去除表面的氧化硅薄膜，用Al+AlCl3作反应物放置在真空CVD炉的恒温区，刻蚀后的Si片作沉积基板放在出气端，用蒸发法制备出具有蜂窝状网格形状的AlN纳米片。
所述的去除表面的氧化硅薄膜的方法为，用丙酮和去离子水清洗5次。
所述的蒸发法为，在1200℃下通N2气蒸发30-90分钟，炉管压力保持在10Torr下。
实施例4
一种刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法，其特征在于：所述的刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法为采用刻蚀Si基板和反应物气相蒸发法制备垂直排列的AlN纳米片蜂窝状网格，首先，用含1％的盐酸腐蚀液刻蚀Si片1min，然后去除表面的氧化硅薄膜，用Al+AlCl3作反应物放置在真空CVD炉的恒温区，刻蚀后的Si片作沉积基板放在出气端，用蒸发法制备出具有蜂窝状网格形状的AlN纳米片。
所述的去除表面的氧化硅薄膜的方法为，用丙酮和去离子水清洗2次。
所述的蒸发法为，在1200℃下通N2气蒸发30分钟，炉管压力保持在1Torr下。
实施例5
一种刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法，其特征在于：所述的刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法为采用刻蚀Si基板和反应物气相蒸发法制备垂直排列的AlN纳米片蜂窝状网格，首先，用含1％的盐酸腐蚀液刻蚀Si片10min，然后去除表面的氧化硅薄膜，用Al+AlCl3作反应物放置在真空CVD炉的恒温区，刻蚀后的Si片作沉积基板放在出气端，用蒸发法制备出具有蜂窝状网格形状的AlN纳米片。
所述的去除表面的氧化硅薄膜的方法为，用丙酮和去离子水清洗3次。
所述的蒸发法为，在1200℃下通N2气蒸发60分钟，炉管压力保持在3Torr下。
实施例6
一种刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法，其特征在于：所述的刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法为采用刻蚀Si基板和反应物气相蒸发法制备垂直排列的AlN纳米片蜂窝状网格，首先，用含1％的盐酸腐蚀液刻蚀Si片20min，然后去除表面的氧化硅薄膜，用Al+AlCl3作反应物放置在真空CVD炉的恒温区，刻蚀后的Si片作沉积基板放在出气端，用蒸发法制备出具有蜂窝状网格形状的AlN纳米片。
所述的去除表面的氧化硅薄膜的方法为，用丙酮和去离子水清洗5次。
所述的蒸发法为，在1200℃下通N2气蒸发90分钟，炉管压力保持在10Torr下。
Claims (4)
1、一种刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法，其特征在于：所述的刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法为采用刻蚀Si基板和反应物气相蒸发法制备垂直排列的AlN纳米片蜂窝状网格，首先，用含1-5％的氢氟酸或盐酸腐蚀液刻蚀Si片1-20min，然后去除表面的氧化硅薄膜，用Al+AlCl3作反应物放置在真空CVD炉的恒温区，刻蚀后的Si片作沉积基板放在出气端，在1200℃下通N2气蒸发30-90分钟，炉管压力保持在1-10Torr下，用蒸发法制备出具有蜂窝状网格形状的AlN纳米片。
2、按照权利要求1所述的刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法，其特征在于：所述的刻蚀Si基板时用的腐蚀液优选为浓度是2％的氢氟酸腐蚀液。
3、按照权利要求1所述的刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法，其特征在于：所述的刻蚀Si基板时用的腐蚀液优选为浓度是1％的盐酸腐蚀液。
4、按照权利要求1所述的刻蚀基板法外延定向生长AlN纳米片网格的方法，其特征在于：所述的去除表面的氧化硅薄膜的方法为，用丙酮和去离子水清洗2-5次。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200710010519A CN100578736C (zh) | 2007-03-01 | 2007-03-01 | 一种刻蚀基板法外延定向生长氮化物纳米片网格的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200710010519A CN100578736C (zh) | 2007-03-01 | 2007-03-01 | 一种刻蚀基板法外延定向生长氮化物纳米片网格的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101256950A CN101256950A (zh) | 2008-09-03 |
| CN100578736C true CN100578736C (zh) | 2010-01-06 |
Family
ID=39891612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200710010519A Expired - Fee Related CN100578736C (zh) | 2007-03-01 | 2007-03-01 | 一种刻蚀基板法外延定向生长氮化物纳米片网格的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100578736C (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104034296A (zh) * | 2014-06-30 | 2014-09-10 | 西南交通大学 | 一种单晶硅表面划痕损伤层厚度的检测方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1564308A (zh) * | 2004-03-19 | 2005-01-12 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种绝缘层上硅结构及制备方法 |
| US20050009286A1 (en) * | 2003-03-17 | 2005-01-13 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Method of fabricating nano-scale resistance cross-point memory array |
| CN1743102A (zh) * | 2004-08-31 | 2006-03-08 | 中国科学院金属研究所 | 一种纳米氮化铝/纳米铝双纳米复合材料的制备方法 |
| US20060223211A1 (en) * | 2004-12-02 | 2006-10-05 | The Regents Of The University Of California | Semiconductor devices based on coalesced nano-rod arrays |
-
2007
- 2007-03-01 CN CN200710010519A patent/CN100578736C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050009286A1 (en) * | 2003-03-17 | 2005-01-13 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Method of fabricating nano-scale resistance cross-point memory array |
| CN1564308A (zh) * | 2004-03-19 | 2005-01-12 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种绝缘层上硅结构及制备方法 |
| CN1743102A (zh) * | 2004-08-31 | 2006-03-08 | 中国科学院金属研究所 | 一种纳米氮化铝/纳米铝双纳米复合材料的制备方法 |
| US20060223211A1 (en) * | 2004-12-02 | 2006-10-05 | The Regents Of The University Of California | Semiconductor devices based on coalesced nano-rod arrays |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101256950A (zh) | 2008-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1268046C (zh) | 用于形成第ⅲ主族氮化物半导体层的方法以及半导体器件 | |
| EP2908330B1 (en) | Group iii nitride composite substrate, manufacturing method therefor, and group iii nitride semiconductor device manufacturing method | |
| CN101599466B (zh) | 一种外延生长用的图形衬底及其制作方法 | |
| CN101373714A (zh) | 用于氮化物外延生长的纳米级图形衬底的制作方法 | |
| CN1799171A (zh) | 氮化物半导体发光器件 | |
| US11450737B2 (en) | Nanorod production method and nanorod produced thereby | |
| CN102646574A (zh) | 一种氮化镓自支撑衬底的制备方法 | |
| JP6479198B2 (ja) | 単結晶ｉｉｉａ族窒化物層を備える半導体ウェハ | |
| CN100483738C (zh) | 基于自支撑SiC的GaN器件及制作方法 | |
| CN101661876A (zh) | 一种制备氮化物自支撑衬底的方法 | |
| CN100578736C (zh) | 一种刻蚀基板法外延定向生长氮化物纳米片网格的方法 | |
| EP4187576A1 (en) | Heteroepitaxial structure with a diamond heat sink | |
| TW200531314A (en) | Group III nitride semiconductor multilayer structure | |
| CN1294649C (zh) | 一种湿法腐蚀蓝宝石图形衬底的方法 | |
| RU2368031C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| TWI398558B (zh) | 氮化鎵立體磊晶結構及其製作方法 | |
| CN101673670B (zh) | 一种降低三族氮化物自支撑片翘曲度的方法 | |
| CN104583468A (zh) | 用于沉积氮化铝层的方法 | |
| JP2012054427A (ja) | 化合物半導体の製造方法 | |
| US20220231188A1 (en) | Method for large scale growth and fabrication of iii-nitride devices on 2d-layered h-bn without spontaneous delamination | |
| WO2005038889A1 (en) | The method for allngan epitaxial growth on silicon substrate | |
| CN108441943A (zh) | 一种大规模GaN纳米线阵列的制备方法 | |
| JPWO2021009325A5 (zh) | ||
| US9209020B2 (en) | Method of forming an epitaxial semiconductor layer in a recess and a semiconductor device having the same | |
| JP2001168038A (ja) | 単結晶シリコン層およびそのエピタキシャル成長方法ならびに半導体装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100106 Termination date: 20120301 |