CN109411357B - 一种氧化镍纳米线和氧化锌构成的p-n异质结及其制备方法 - Google Patents
一种氧化镍纳米线和氧化锌构成的p-n异质结及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109411357B CN109411357B CN201811265570.8A CN201811265570A CN109411357B CN 109411357 B CN109411357 B CN 109411357B CN 201811265570 A CN201811265570 A CN 201811265570A CN 109411357 B CN109411357 B CN 109411357B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nickel
- nanowire
- zinc oxide
- oxide film
- heterojunction
- 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
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 136
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 191
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 claims abstract description 96
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 59
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 claims abstract description 49
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 49
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 claims abstract description 23
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 60
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 57
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 12
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 5
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 claims description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 16
- 238000009987 spinning Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 7
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 3
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 3
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- -1 nickel ions Chemical compound 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66969—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies not comprising group 14 or group 13/15 materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
- H01L29/8611—Planar PN junction diodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
本发明提供了一种氧化镍纳米线和氧化锌构成的P‑N异质结及其制备方法，属于半导体技术领域。本发明提供的镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P‑N异质结的制备方法，通过将镍纳米线分散于绝缘衬底，旋涂光刻胶后光刻并溅射金属电极，然后生长金属薄膜，制备的得到PN结，通过简单反应步骤和温和实验条件，能快速大量的制备导电性良好的PN结，具有广阔的应用场景和实际应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种氧化镍纳米线和氧化锌构成的P-N异质结及其制备方法。
背景技术
采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结(英语：PNjunction)。PN结具有单向导电性，是电子技术中许多器件所利用的特性，例如半导体二极管、双极性晶体管的物质基础。
半导体的异质结是一种特殊的PN结，由两层以上不同的半导体材料薄膜依次沉积在同一基座上形成，这些材料具有不同的能带隙，它们可以是砷化镓之类的化合物，也可以是硅-锗之类的半导体合金。
由于氧化镍内部结构纠缠导致载流子无法流动，导致氧化镍为绝缘体，不导电。需要对其进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供了镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结的制备方法，通过该制备方法，能制备出导电效果较好的P-N异质结。
本发明的第二目的在于提供一种镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结，该异质结导电性质较好，性能优异。
为了实现本发明的上述目的，采用以下技术方案：
一种镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结的制备方法，包括以下步骤：
将镍纳米线溶解于乙醇溶液并超声分散，得到镍纳米线醇溶液；
将镍纳米线醇溶液滴于在绝缘衬底，并通过磁场排列处理镍纳米线，得到纳米线衬底样品；
将光刻胶旋涂于纳米线衬底样品并烘干，光刻使镍纳米线两端漏出，并溅射金属电极覆盖，得到电极纳米线样品；
将电极纳米线样品进行退火氧化得到Ni/NiO核壳纳米线样品；
旋涂光刻胶于Ni/NiO核壳纳米线样品并烘干，通过镍纳米线中部光刻电极图案并显影，得到光刻电极样品；
在光刻电极样品的电极图案区域激光脉冲沉积生长氧化锌薄膜，并在氧化锌薄膜上配置铟金属，得到氧化镍和氧化锌薄膜构成的P-N异质结。
一种镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结，包括：
衬底；
配置于衬底上的镍基纳米线，镍基纳米线的中部为Ni/NiO核壳纳米线，两端为镍纳米线；
设置在衬底且分别覆盖镍纳米线的Pt电极；
设置在衬底上且覆盖Ni/NiO核壳纳米线的氧化锌薄膜；
配置在氧化锌薄膜上的铟膜。
本发明的有益效果为：本发明提供的镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结的制备方法，通过将镍纳米线分散于绝缘衬底，旋涂光刻胶后光刻并溅射金属电极，然后生长金属薄膜，制备的得到PN结，通过简单反应步骤和温和实验条件，能快速大量的制备导电性良好的PN结，具有广阔的应用场景和实际应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1-3提供P-N异质结制备过程简图；
图2为本发明实验例1提供的P-N异质结的整流结果图；
图3为本发明实验例1提供的P-N异质结的整流结果图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面对本发明实施例的一种氧化镍纳米线和氧化锌构成的P-N异质结及其制备方法进行具体说明。
一种镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结的制备方法，包括以下步骤：
将镍纳米线溶解于乙醇溶液并超声分散，得到镍纳米线醇溶液；
将镍纳米线醇溶液滴于在绝缘衬底，并通过磁场排列处理镍纳米线，得到纳米线衬底样品；
将光刻胶旋涂于纳米线衬底样品并烘干，光刻使镍纳米线两端漏出，并溅射金属电极覆盖，得到电极纳米线样品；
将电极纳米线样品进行退火氧化得到Ni/NiO核壳纳米线样品；
旋涂光刻胶于Ni/NiO核壳纳米线样品并烘干，通过镍纳米线中部光刻电极图案并显影，得到光刻电极样品；
在光刻电极样品的电极图案区域激光脉冲沉积生长氧化锌薄膜，并在氧化锌薄膜上配置铟金属，得到氧化镍和氧化锌薄膜构成的P-N异质结。
在实验中选用氧化锌薄膜，在其他优选实施例中可以选用其他类型的N型半导体薄膜，本发明中优选氧化锌薄膜作为N型半导体。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，还包括镍纳米线制备，包括以下步骤：
将含镍溶液与乙二醇混合溶解得到第一溶液；
将氢氧化钠与乙二醇混合溶解得到第二溶液；
将第一溶液和第二溶液超声处理并搅拌溶解混合后，得到混合溶液；
将混合溶液置于磁场中并加热至80-110℃反应并保温16-26min，离心、洗涤并干燥反应产物得到镍纳米线。
含镍溶液是可以是氯化镍、硫酸镍等化合物溶解于水得到，也可以是氯化镍或硫酸镍晶体溶解于水得到；还可以是氯化镍或硫酸镍的水合物溶解于水得到；即含镍离子并能最后溶解成含镍溶液即可。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，磁场的强度为0.3-0.6T。
由于镍元素是VIII族元素，利用磁场能磁化镍，并使得镍离子能规则的排列并反应得到均匀的镍纳米线。
利用磁场排列处理，通过镍纳米线之间的相互作用，能避免镍纳米线之间相互交叉或者团聚；能形成单根的镍纳米线。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，离心的转速为4800-5300rpm，时间为150-220s。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，洗涤选用蒸馏水和乙醇交替洗涤3-5次，并55-68℃干燥110-135min。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，绝缘衬底为Si/SiO2衬底。
当然本发明中的衬底还可以是其他种类的绝缘衬底，本发明中优选为Si/SiO2衬底。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，退火氧化的温度为382-411℃，时间为114-126min；退火氧化的升温和降温速率为8-11℃/min。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，沉积生长氧化锌薄膜的压强为1×10-4到1×10-3Pa。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，激光脉冲沉积生长的激光能量为280-320mJ，频率为3Hz，生长时间为18-25min。
一种镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结，包括：
衬底；
配置于衬底上的镍基纳米线，镍基纳米线的中部为Ni/NiO核壳纳米线，两端为镍纳米线；
设置在衬底且分别覆盖镍纳米线的Pt电极；
设置在衬底上且覆盖Ni/NiO核壳纳米线的氧化锌薄膜；
配置在氧化锌薄膜上的铟膜。
制备得到的镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结可以运用到半导体中。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结的制备方法，包括以下步骤：
镍纳米线制备：
1.1称取0.119g流水和氯化镍溶解于5mL的乙二醇中，得到第一溶液；
1.2将1.2g氢氧化钠溶解于25mL的乙二醇中，得到第二溶液；
1.3将第一溶液和第二溶液分别超声处理，并搅拌30min至完全溶解；
1.4将完全溶解的第一溶液和第二溶液混合并搅拌混匀，得到混合溶液；
1.5将混合溶液置于0.3T的磁场中，并加热至80℃反应并保温26min；
1.6反应结束后，以4800rpm转速离心220s后，得到离心产物；
1.7将离心产物依次用蒸馏水和乙醇交替洗涤5次，在然后68℃干燥110min，得到镍纳米线。
P-N异质结的制备，并参考图1，如图1所示，图中I-II-III-IV依次为制备P-N异质结的过程的简单示意图。
2.1将步骤1.7中制备得到的镍纳米线溶解于乙醇溶液中，并用超声分散，得到镍纳米线溶液；
2.2将镍纳米线溶液滴在Si/SiO2绝缘衬底上，并用磁场排列使镍纳米线不会交叉或者团聚在一起，乙醇完全蒸发选取单根镍纳米线，得到纳米线衬底样品；
2.3将光刻胶旋涂于纳米线衬底样品上并烘干，光刻使镍纳米线两端漏出，然后显影并烘干；
2.4将Pt电极溅射到经烘干的样品的镍纳米线去胶的两端，得到电极纳米线样品；
2.5将电极纳米线样品在管式炉中，常压条件下，以382℃进行退火，时间为126min，升温和降温速率均为8℃/min，得到Ni/NiO核壳纳米线样品；
2.6将光刻胶旋涂于得到的Ni/NiO核壳纳米线样品，并烘干，然后进行光刻电极图案并显影，电极图案覆盖并通过镍纳米线中间部位，得到光刻电极样品；
2.7在光刻的电极图案区域用激光脉冲沉积生长氧化锌薄膜，生长的压强为1×10-4Pa，激光的能量为280mJ，频率为3Hz，反应时间为25min，衬底距离氧化锌靶材的距离为65mm，衬底的温度为室温条件；
2.8带氧化锌薄膜生长完成，进行去胶处理，然后在氧化锌上压上金属铟In材料做成P-N异质结。
制备得到的P-N异质结，包括：
衬底；
配置于衬底上的镍基纳米线，镍基纳米线的中部为Ni/NiO核壳纳米线，两端为镍纳米线；
设置在衬底且分别覆盖镍纳米线的Pt电极；
设置在衬底上且覆盖Ni/NiO核壳纳米线的氧化锌薄膜；
配置在氧化锌薄膜上的铟膜。
实施例2
本实施例提供镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结的制备方法，包括以下步骤：
镍纳米线制备：
1.1称取0.119g流水和氯化镍溶解于5mL的乙二醇中，得到第一溶液；
1.2将1.2g氢氧化钠溶解于25mL的乙二醇中，得到第二溶液；
1.3将第一溶液和第二溶液分别超声处理，并搅拌30min至完全溶解；
1.4将完全溶解的第一溶液和第二溶液混合并搅拌混匀，得到混合溶液；
1.5将混合溶液置于0.6T的磁场中，并加热至110℃反应并保温16min；
1.6反应结束后，以5300rpm转速离心150s后，得到离心产物；
1.7将离心产物依次用蒸馏水和乙醇交替洗涤3次，在然后55℃干燥135min，得到镍纳米线。
P-N异质结的制备，并参考图1，如图1所示，图中I-II-III-IV依次为制备P-N异质结的过程的简单示意图。
2.1将步骤1.7中制备得到的镍纳米线溶解于乙醇溶液中，并用超声分散，得到镍纳米线溶液；
2.2将镍纳米线溶液滴在Si/SiO2绝缘衬底上，并用磁场排列成单根的镍纳米线，得到纳米线衬底样品；
2.3将光刻胶旋涂于纳米线衬底样品上并烘干，光刻使镍纳米线两端漏出，然后显影并烘干；
2.4将Pt电极溅射到经烘干的样品的镍纳米线去胶的两端，得到电极纳米线样品；
2.5将电极纳米线样品在管式炉中，常压条件下，以411℃进行退火，时间为114min，升温和降温速率均为11℃/min，得到Ni/NiO核壳纳米线样品；
2.6将光刻胶旋涂于得到的Ni/NiO核壳纳米线样品，并烘干，然后进行光刻电极图案并显影，电极图案覆盖并通过镍纳米线中间部位，得到光刻电极样品；
2.7在光刻的电极图案区域用激光脉冲沉积生长氧化锌薄膜，生长的压强为1×10-3Pa，激光的能量为320mJ，频率为3Hz，反应时间为18min，衬底距离氧化锌靶材的距离为65mm，衬底的温度为室温条件；
2.8带氧化锌薄膜生长完成，进行去胶处理，然后在氧化锌上压上金属铟In材料做成P-N异质结。
制备得到的P-N异质结，包括：
衬底；
配置于衬底上的镍基纳米线，镍基纳米线的中部为Ni/NiO核壳纳米线，两端为镍纳米线；
设置在衬底且分别覆盖镍纳米线的Pt电极；
设置在衬底上且覆盖Ni/NiO核壳纳米线的氧化锌薄膜；
配置在氧化锌薄膜上的铟膜。
实施例3
本实施例提供镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结的制备方法，包括以下步骤：
镍纳米线制备：
1.1称取0.119g流水和氯化镍溶解于5mL的乙二醇中，得到第一溶液；
1.2将1.2g氢氧化钠溶解于25mL的乙二醇中，得到第二溶液；
1.3将第一溶液和第二溶液分别超声处理，并搅拌30min至完全溶解；
1.4将完全溶解的第一溶液和第二溶液混合并搅拌混匀，得到混合溶液；
1.5将混合溶液置于0.4T的磁场中，并加热至90℃反应并保温20min；
1.6反应结束后，以5000rpm转速离心180s后，得到离心产物；
1.7将离心产物依次用蒸馏水和乙醇交替洗涤3次，在然后60℃干燥120min，得到镍纳米线。
P-N异质结的制备，并参考图1，如图1所示，图中I-II-III-IV依次为制备P-N异质结的过程的简单示意图。
2.1将步骤1.7中制备得到的镍纳米线溶解于乙醇溶液中，并用超声分散，得到镍纳米线溶液；
2.2将镍纳米线溶液滴在Si/SiO2绝缘衬底上，并用磁场排列成单根的镍纳米线，得到纳米线衬底样品；
2.3将光刻胶旋涂于纳米线衬底样品上并烘干，光刻使镍纳米线两端漏出，然后显影并烘干；
2.4将Pt电极溅射到经烘干的样品的镍纳米线去胶的两端，得到电极纳米线样品；
2.5将电极纳米线样品在管式炉中，常压条件下，以400℃进行退火，时间为120min，升温和降温速率均为10℃/min，得到Ni/NiO核壳纳米线样品；
2.6将光刻胶旋涂于得到的Ni/NiO核壳纳米线样品，并烘干，然后进行光刻电极图案并显影，电极图案覆盖并通过镍纳米线中间部位，得到光刻电极样品；
2.7在光刻的电极图案区域用激光脉冲沉积生长氧化锌薄膜，生长的压强为1×10-3Pa，激光的能量为300mJ，频率为3Hz，反应时间为20min，衬底距离氧化锌靶材的距离为65mm，衬底的温度为室温条件；
2.8带氧化锌薄膜生长完成，进行去胶处理，然后在氧化锌上压上金属铟In材料做成P-N异质结。
制备得到的P-N异质结，包括：
衬底；
配置于衬底上的镍基纳米线，镍基纳米线的中部为Ni/NiO核壳纳米线，两端为镍纳米线；
设置在衬底且分别覆盖镍纳米线的Pt电极；
设置在衬底上且覆盖Ni/NiO核壳纳米线的氧化锌薄膜；
配置在氧化锌薄膜上的铟膜。
实验例1
本实验例以实施例3提供的制备方法，制备镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结，并验证P-N异质结的整流比实验。
实验结果如图2和图3所示，从图2和图3可以看出，在0.5V的开起电压下，镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结的整流比达到6000左右。
综上所述，本发明提供的镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结的制备方法，能通过简单的工艺制备得到导电能力较强的P-N异质结元器件，可以大量的制备并应用于半导体利于，具备较高的实际应用价值，以及较好的推广价值。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将镍纳米线溶解于乙醇溶液并超声分散，得到镍纳米线醇溶液；
将所述镍纳米线醇溶液滴于在绝缘衬底，并通过磁场排列处理所述镍纳米线，得到纳米线衬底样品；
将光刻胶旋涂于所述纳米线衬底样品并烘干，光刻使所述镍纳米线两端漏出，并溅射金属电极覆盖，得到电极纳米线样品；
将所述电极纳米线样品进行退火氧化得到Ni/NiO核壳纳米线样品；
旋涂光刻胶于所述Ni/NiO核壳纳米线样品并烘干，通过所述镍纳米线中部光刻电极图案并显影，得到光刻电极样品；
在所述光刻电极样品的电极图案区域激光脉冲沉积生长氧化锌薄膜，并在氧化锌薄膜上配置铟金属，得到氧化镍和氧化锌薄膜构成的P-N异质结。
2.根据权利要求1所述的镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结的制备方法，其特征在于，还包括镍纳米线制备，包括以下步骤：
将含镍溶液与乙二醇混合溶解得到第一溶液；
将氢氧化钠与乙二醇混合溶解得到第二溶液；
将所述第一溶液和所述第二溶液超声处理并搅拌溶解混合后，得到混合溶液；
将所述混合溶液置于磁场中并加热至80-110℃反应并保温16-26min，离心、洗涤并干燥反应产物得到镍纳米线。
3.根据权利要求2所述的镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结的制备方法，其特征在于，所述磁场的强度为0.3-0.6T。
4.根据权利要求2所述的镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结的制备方法，其特征在于，所述离心的转速为4800-5300rpm，时间为150-220s。
5.根据权利要求4所述的镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结的制备方法，其特征在于，所述洗涤选用蒸馏水和乙醇交替洗涤3-5次，并55-68℃干燥110-135min。
6.根据权利要求1所述的镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结的制备方法，其特征在于，所述绝缘衬底为Si/SiO2衬底。
7.根据权利要求1所述的镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结的制备方法，其特征在于，所述退火氧化的温度为382-411℃，时间为114-126min；所述退火氧化的升温和降温速率为8-11℃/min。
8.根据权利要求1所述的镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结的制备方法，其特征在于，沉积生长所述氧化锌薄膜的压强为1×10-4到1×10-3Pa。
9.根据权利要求1所述的镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结的制备方法，其特征在于，所述激光脉冲沉积生长的激光能量为280-320mJ，频率为3Hz，生长时间为18-25min。
10.一种镍/氧化镍核壳纳米线和氧化锌薄膜构成的P-N异质结，其特征在于，包括：
衬底；
配置于所述衬底上的镍基纳米线，所述镍基纳米线的中部为Ni/NiO核壳纳米线，两端为镍纳米线；
设置在所述衬底且分别覆盖所述镍纳米线的Pt电极；
设置在所述衬底上且覆盖所述Ni/NiO核壳纳米线的氧化锌薄膜；
配置在氧化锌薄膜上的铟膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811265570.8A CN109411357B (zh) | 2018-10-26 | 2018-10-26 | 一种氧化镍纳米线和氧化锌构成的p-n异质结及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811265570.8A CN109411357B (zh) | 2018-10-26 | 2018-10-26 | 一种氧化镍纳米线和氧化锌构成的p-n异质结及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109411357A CN109411357A (zh) | 2019-03-01 |
| CN109411357B true CN109411357B (zh) | 2020-08-07 |
Family
ID=65469420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811265570.8A Expired - Fee Related CN109411357B (zh) | 2018-10-26 | 2018-10-26 | 一种氧化镍纳米线和氧化锌构成的p-n异质结及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109411357B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112909096B (zh) * | 2021-02-27 | 2023-05-09 | 贵溪穿越光电科技有限公司 | 一种氧化锌/氧化镍透明薄膜晶体管及制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050121443A (ko) * | 2004-06-22 | 2005-12-27 | 학교법인 포항공과대학교 | 유기물로 표면처리된 반도체 나노막대 |
| CN101378091A (zh) * | 2008-09-19 | 2009-03-04 | 武汉大学 | 一种n-ZnO纳米线/p-NiO异质pn结二极管及其制备方法 |
| KR20110010026A (ko) * | 2009-07-23 | 2011-01-31 | 고려대학교 산학협력단 | 나노선과 나노입자막으로 구성된 ｐｎ 이종접합 다이오드 및 이를 제조하는 방법 |
| CN102751318A (zh) * | 2012-07-18 | 2012-10-24 | 合肥工业大学 | 一种ZnO同质pn结及其制备方法 |
| CN103311305A (zh) * | 2013-06-13 | 2013-09-18 | 中国科学院半导体研究所 | 硅基横向纳米线多面栅晶体管及其制备方法 |
| CN105932049A (zh) * | 2016-05-23 | 2016-09-07 | 北京华碳元芯电子科技有限责任公司 | 一种纳米二极管器件及其制备方法 |
| CN106057931A (zh) * | 2016-07-05 | 2016-10-26 | 安阳师范学院 | 一种大开路电压纳米异质结太阳能电池及制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050045867A1 (en) * | 2002-10-30 | 2005-03-03 | Ozkan Cengiz S. | Nanoscale heterojunctions and methods of making and using thereof |
-
2018
- 2018-10-26 CN CN201811265570.8A patent/CN109411357B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050121443A (ko) * | 2004-06-22 | 2005-12-27 | 학교법인 포항공과대학교 | 유기물로 표면처리된 반도체 나노막대 |
| CN101378091A (zh) * | 2008-09-19 | 2009-03-04 | 武汉大学 | 一种n-ZnO纳米线/p-NiO异质pn结二极管及其制备方法 |
| KR20110010026A (ko) * | 2009-07-23 | 2011-01-31 | 고려대학교 산학협력단 | 나노선과 나노입자막으로 구성된 ｐｎ 이종접합 다이오드 및 이를 제조하는 방법 |
| CN102751318A (zh) * | 2012-07-18 | 2012-10-24 | 合肥工业大学 | 一种ZnO同质pn结及其制备方法 |
| CN103311305A (zh) * | 2013-06-13 | 2013-09-18 | 中国科学院半导体研究所 | 硅基横向纳米线多面栅晶体管及其制备方法 |
| CN105932049A (zh) * | 2016-05-23 | 2016-09-07 | 北京华碳元芯电子科技有限责任公司 | 一种纳米二极管器件及其制备方法 |
| CN106057931A (zh) * | 2016-07-05 | 2016-10-26 | 安阳师范学院 | 一种大开路电压纳米异质结太阳能电池及制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109411357A (zh) | 2019-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103956323B (zh) | 半导体器件及其形成方法、非瞬时计算机可读存储介质 | |
| US11355690B2 (en) | Superconducting qubit devices based on metal silicides | |
| CN105874574A (zh) | 隧道场效应晶体管、其制造方法以及开关元件 | |
| US3108914A (en) | Transistor manufacturing process | |
| US3231421A (en) | Semiconductor contact | |
| CN103311276A (zh) | 一种自对准石墨烯场效应晶体管及其制备方法 | |
| CN104882383A (zh) | 一种基于等离激元增强光控量子点薄膜晶体管的制备方法 | |
| CN109411357B (zh) | 一种氧化镍纳米线和氧化锌构成的p-n异质结及其制备方法 | |
| JP2006202872A (ja) | 基板上に作製された半導体電子デバイス | |
| CN103187250B (zh) | 多次外延生长方法 | |
| CN105609569B (zh) | 恒流二极管结构及其形成方法 | |
| CN105845714B (zh) | 一种基于桥接生长的纳米线器件及其制备方法 | |
| CN106992207A (zh) | 一种功率半导体器件终端结构及功率半导体器件 | |
| CN104124283B (zh) | 一种掺杂的肖特基势垒器件及其制备方法 | |
| US3001896A (en) | Diffusion control in germanium | |
| CN103515026B (zh) | 一种制备高温超导涂层导体La0.7Sr0.3MnO3缓冲层薄膜的方法 | |
| CN108922888A (zh) | 一种功率器件的终端结构及其制作方法 | |
| CN105261698A (zh) | 一种霍尔元件及其制备方法 | |
| CN106645323B (zh) | 基于氧化物异质结的极性溶剂化学传感器及制备方法 | |
| CN105938849A (zh) | 一种用于芯片级封装的肖特基芯片的制造方法 | |
| CN105938848A (zh) | 一种用于芯片级封装的肖特基芯片 | |
| CN106505093A (zh) | 外延片生产方法 | |
| CN205428934U (zh) | 一种用于芯片级封装的肖特基芯片 | |
| CN112310188A (zh) | 横向变掺杂终端结构及其制造方法 | |
| CN206412362U (zh) | 晶体管 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200807 Termination date: 20211026 |