CN111112642A - 一种制备锗纳米线的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于半导体器件技术领域，涉及一种半导体一维纳米材料的制备方法，具体涉及一种制备锗纳米线的方法。本发明基于等离子体化学气相沉积反应器制备了双层结构薄膜，在氢气等离子体中引入锗烷等离子体，在制备锗纳米线前沉积了一层氢化非晶锗薄膜，并在催化剂颗粒下预镀氢化非晶硅薄膜以防止锗基薄膜被氧化。本发明通过射频等离子化学气相沉积技术，优选以二氧化锡颗粒为催化剂，以锗基薄膜为纳米线生长材料，实现了在低温条件下大规模地制备锗纳米线，制备方法简单且高效，实用性强。

Description

一种制备锗纳米线的方法
技术领域
本发明属于半导体器件技术领域，涉及一种半导体一维纳米材料的制备方法，具体涉及一种制备锗纳米线的方法。
背景技术
一维纳米材料(如纳米线、纳米管、纳米棒等)由于其特殊的结构和性质在电子传输、光电、电化学和传感器等方面起着重要作用，成为纳米器件和材料领域的研究热点。锗(Ge)是重要的半导体材料，相比硅具有更大的波尔半径，更容易呈现量子限制效应，且锗的电子和空穴迁移率明显高于硅。锗纳米线作为一维纳米材料具有独特性能，在改善材料的间接带隙结构和光学性能方面具有很大潜力，故在新型纳米电子器件方面应用前景巨大，如锂电池、太阳能电池、场效应晶体管等。
目前，锗纳米线的制备方法通常可分为“自上而下”和“自下而上”两种模式。自上而下的方法主要是利用电化学刻蚀锗衬底，可以得到任意形状的纳米线，但所得纳米线结构表面质量不好，存在较多缺陷。而自下而上的途径有多种方法，包括化学气相沉积、分子束外延、金属有机化学气相沉积、溶剂热分解法及热蒸发法。气相法主要通过热蒸发、化学气相沉积、激光消融等技术使材料变成气相，再由气-液-固(VLS)、气-固(VS)等模式生长纳米线，但该方法制备温度高，产品成本也较高。采用液相法合成虽然降低了制备温度，但产物中纳米颗粒较多，锗纳米线的纯度也较低。而模板法虽然可形成均匀且笔直的纳米线阵列，但产量不高，制备效率低。无论是高温气氛生长或是化学溶液，既不经济也不高效，更无法同时大规模的制备锗纳米线。因此，实现锗纳米线的低温可控生长，保证产量及质量的同时降低成本、提高效率，是目前制备锗纳米线的技术难点。
发明内容
本发明针对现有技术所存在的缺陷，基于射频等离子化学气相沉积技术提供一种低温和大规模制备锗纳米线的方法。
本发明的上述目的通过以下技术方案得以实施：
一种制备锗纳米线的方法，包括如下步骤：先对衬底进行预处理，再在衬底表面沉积氢化非晶锗薄膜，在氢化非晶锗薄膜上沉积氢化非晶硅薄膜，接着涂覆催化剂颗粒，然后依次利用氢气等离子体、四氟化硅等离子体处理，最后退火生长，经后处理制得锗纳米线。
本发明通过催化辅助生长制备锗纳米线，催化剂颗粒在一定温度下吸收生长材料形成共融液滴，随着源材料的不断增加，其在催化剂液滴中达到饱和，便沿着固-液界面从一个方向上析出结晶，生长成一维结构的纳米线。与常规的化学气相沉积法直接将气态反应物裂解到催化剂颗粒中不同，本发明先在催化剂颗粒下面沉积锗基薄膜，由锗基薄膜提供纳米线生长材料的组元，再与催化剂形成共熔物。
本发明在制备锗纳米线前，先基于等离子体化学气相沉积反应器制备出双层结构薄膜。在涂覆催化剂颗粒时，上述氢化非晶硅薄膜会被空气氧化，在表面形成稳定的氧化硅，这层氧化硅可以起到保护作用，防止其下面一层的氢化非晶锗薄膜在空气中被氧化。利用等离子体去除薄膜表面自然氧化物之后，即可退火生长锗纳米线。
优选地，本发明中氢化非晶锗薄膜的厚度为10-50nm。
优选地，本发明中氢化非晶硅薄膜的厚度为0.5-2nm。
氢化非晶锗薄膜的厚度如果过低，就无法充分提供锗纳米线生长的源材料，或者无法得到适合的生长形状，因此本发明中氢化非晶锗薄膜的厚度不得小于10nm，厚度为20nm时最适宜生长和控制，可以合成均匀的锗纳米线。氢化非晶硅薄膜主要起到保护作用，如果太薄就不能有效保护其下方的锗薄膜，而如果太厚就难以去除，给后处理造成麻烦。
进一步优选，本发明中氢化非晶锗薄膜的厚度为20nm。
进一步优选，本发明中氢化非晶硅薄膜的厚度为1nm。
优选地，本发明中的氢化非晶锗薄膜通过等离子体化学气相沉积法制得，在氢气等离子中引入锗烷等离子体，其中锗烷等离子体优选为GeH4，GeH4在H2中的体积占比为0.5％-2％。
优选地，上述氢化非晶锗薄膜的镀膜条件为：温度：100-200℃，压力：0.2-0.5Torr，H2：20-35sccm，功率：1-5W，沉积时间：3-6min；其中H2等离子体中含有1％体积的GeH4。
优选地，上述氢化非晶硅薄膜通过等离子体化学气相沉积制得，镀膜条件为：温度：100-250℃，压力：0.02-0.05Torr，SiH4：15-30sccm，功率：1-5W，沉积时间：5-15sec。
非晶薄膜的镀膜温度不能超过结晶温度，否则非晶薄膜就会形成多晶膜薄。由于生长晶体纳米线的吉布斯自由能大于非晶薄膜之间的吉布斯自由能，而非晶薄膜则可以降低纳米线生长所需的能量梯度，有助于纳米线的顺利生长。因此，氢化非晶锗薄膜的沉积温度不宜超过300℃，适宜的沉积温度为100-200℃；氢化非晶硅薄膜的沉积温度不宜超过400℃，适宜的沉积温度为100-250℃。提高射频功率可有效提高等离子中离子密度，从而提高沉积表面反应物浓度，但同时也会升高离子动能，降低沉积速率，使薄膜质量下降。因此，沉积时的射频功率不宜过高，本发明在1-5W的功率下沉积得到的薄膜材料致密性和稳定性较好。
进一步优选，上述氢化非晶锗薄膜的镀膜条件为：温度：120℃，压力：0.3Torr，H2：30sccm，功率：3W，沉积时间：5min；其中H2等离子体中含有1％体积的GeH4。
进一步优选，上述氢化非晶硅薄膜通过等离子体化学气相沉积制得，镀膜条件为：温度：120℃，压力：0.04Torr，SiH4：30sccm，功率：3W，沉积时间：10sec。
优选地，本发明制备锗纳米线所用的催化剂为二氧化锡(SnO2)或氧化铟(In2O3)。
进一步优选，本发明制备锗纳米线所用的催化剂为二氧化锡。
目前基于催化辅助生长模式制备锗纳米线的方法多以金属作为催化剂，最常见的为金(Au)催化剂，但其价格昂贵，生产成本偏高，且Au易在合金化或纳米线生长阶段掺入硅，锗纳米材料中形成深度缺陷；而以银(Ag)、铜(Cu)等作为催化剂时，纳米线的产量较低，且衬底表面也可能生成其他物质。而本发明优选以二氧化锡作为催化剂，经过氢气等离子体处理后，部分二氧化锡被还原成锡(Sn)。锡的熔点较低，当温度升到232℃时即可熔融形成催化剂液滴。因此本发明基于射频等离子体化学气相沉积反应器，在不超过250℃的低温条件下即可实现锗纳米线的生长。
本发明在涂覆催化剂颗粒后纳米线生长之前，先利用氢气等离子体还原部分金属氧化物，并利用四氟化硅等离子体去除薄膜表面自然氧化物。
优选地，利用氢气等离子体还原催化剂的条件为：温度：230-250℃，压力：0.5-1.0Torr，H2：80-120sccm，功率：20-40W，处理时间：5-15min。
进一步优选，利用氢气等离子体还原催化剂的条件为：温度：250℃，压力：0.6Torr，H2：100sccm，功率：30W，处理时间：10min。
优选地，利用四氟化硅等离子体去除薄膜表面自然氧化物的具体条件为：温度：100-200℃，压力：0.8-1.0Torr，SiF4：20-30sccm，功率：8-12W，处理时间：5-15min。
利用四氟化硅等离子体等离子体处理时，温度过高或过低会降低去除自然氧化的效率，或者无法有效去除表面自然氧化物。当温度在100-200℃范围内时，去除氧化物的效率最佳。
进一步优选，利用四氟化硅等离子体去除薄膜表面自然氧化物的具体条件为：温度：120℃，压力：0.9Torr，SiF4：30sccm，功率：10W，处理时间：10min。
优选地，本发明中锗纳米线的生长为在真空环境下退火生长，生长温度为230-250℃，生长时间为30-50min。
锗纳米线的退火生长是由锗基薄膜从非晶相到纳米晶体的转变过程，非晶锗薄膜中的大量锗团簇首先晶化成核，随着无序性降低，薄膜中的锗原子在表面能及应变能的驱动下发生迁移，使薄膜结构发生变化。本发明的退火过程中，薄膜与其表面熔融的催化剂金属存在表面能差异，使锗原子不断迁移到薄膜表面聚集形成锗晶体，当退火温度超过锗与催化剂金属的共晶温度时，即可形成共晶小液滴，当达到过饱和状态时，锗原子会从金属液滴的位置析出，而随着晶化率提高，晶粒尺寸增大，部分催化剂金属原子也会部分扩散到大晶粒中，在纳米晶表面与锗形成合金。随着锗原子在薄膜表面的浓度降低，浓度差可驱使薄膜内部的锗原子不断向表面迁移，在适宜的生长时间内形成所需尺寸的锗纳米线晶体。现有的纳米线退火生长大多需要较高的温度，通常退火温度会超过700℃，而本发明的催化剂金属的熔点较低，与锗的共晶温度也较低，因此可在230-250℃的低温条件下完成锗纳米线的退火生长。
进一步优选，本发明中锗纳米线的生长为在真空环境下退火生长，生长温度为240℃，生长时间为40min。
本发明基于射频等离子体化学气相沉积反应器，先在衬底上沉积包含锗基材料的双层结构薄膜，并在低温(≤250℃)下制备出锗纳米线，与传统的薄膜制备技术具有较好的兼容性，制备方法简单且温度低。因此，本发明可以实现在耐热性差的衬底材料上大规模制备锗纳米线。
优选地，本发明中制备锗纳米线所用衬底可以为晶硅、玻璃、石英、蓝宝石、SOI、三五族材料或高分子聚合物材料中的任意一种或多种。
优选地，本发明对衬底的预处理采用四氟化硅等离子体处理，具体条件为：温度：100-150℃，压力：0.8-1.2Torr，SiF4：20-30sccm，功率：5-10W，处理时间：5-15min。
进一步优选，本发明对衬底的预处理采用四氟化硅等离子体处理，具体条件为：温度：120℃，压力：0.9Torr，SiF4：30sccm，功率：10W，处理时间：10min。
优选地，本发明在退火生长锗纳米线后还需用氢气等离子体进行后处理，以去除残余的氢化非晶锗薄膜、氢化非晶硅薄膜、催化剂颗粒和被还原的金属颗粒。
优选地，本发明采用氢气等离子体进行后处理的具体条件为：温度：100-130℃，压力：0.5-1.0Torr，H2：80-150sccm，功率：20-50W，处理时间：5-15min。
进一步优选，本发明采用氢气等离子体进行后处理的具体条件为：温度：120℃，压力：0.6Torr，H2：100sccm，功率：30W，处理时间：10min。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明基于射频等离子体化学气相沉积反应器，在涂覆催化剂之前先在衬底表面沉积双层薄膜，在氢气等离子体中引入锗烷等离子体形成氢化非晶锗薄膜，成功在低温条件下大规模地制备出了锗纳米线。
2、本发明优选二氧化锡作为催化剂颗粒，并在催化剂颗粒下面预镀一层氢化非晶锗薄膜和一层氢化非晶硅薄膜，其中氢化非晶硅薄膜可保护其下方的氢化非晶锗薄膜不被空气氧化，实现了锗纳米线的低温生长。
3、本发明中锗纳米线的低温制备方法简单高效，与其他薄膜制备技术兼容性好，可在耐热性差的衬底上完成大规模制备。
附图说明
图1为实施例1制备锗纳米线的工艺流程图。
图2为实施例1中制得的锗纳米线的扫描电镜图。
图3为实施例1中制得的锗纳米线的拉曼光谱图。
图4为实施例1中制得的锗纳米线的剖面的透射电镜明视野图像。
图5为实施例1中制得的锗纳米线的能量色散X射线光谱原子分布图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，结合附图对本发明的技术方案作进一步描述说明，但本发明并不限于这些实施例。如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
实施例1
一种制备锗纳米线的方法，工艺流程如图1所示，具体操作步骤如下：
1)如图1(a)所示准备一块晶硅衬底，利用SiF4等离子体去除衬底表面的自然氧化物，具体条件为：温度：120℃，压力：0.9Torr，SiF4：30sccm，功率：10W，处理时间：10min，处理后得到如图1(b)所示的衬底；
2)利用氢气和锗烷等离子体沉积一层氢化非晶锗薄膜，如图1(c)所示，厚度为20nm，沉积条件为：温度：120℃，压力：0.3Torr，GeH4：30sccm，功率：3W，沉积时间：5min；
3)在氢化非晶锗薄膜上镀一层氢化非晶硅薄膜，如图1(d)所示，厚度为1nm，沉积条件为：温度：120℃，压力：0.04Torr，SiH4：30sccm，功率：3W，沉积时间：10sec；
4)利用溶液旋涂法在常温常压下在衬底上制备均匀分散的二氧化锡颗粒，如图1(e)所示；
5)利用氢气等离子体部分还原二氧化锡，具体处理条件为：温度：250℃，压力：0.6Torr，H2：100sccm，功率：30W，处理时间：10min，如图1(f)所示；
6)利用SiF4等离子体处理衬底，去除薄膜表面氧化物，具体条件为：温度：120℃，压力：0.9Torr，SiF4：30sccm，功率：10W，处理时间：10min，如图1(g)所示；
7)去除表面氧化物之后，在真空环境下退火生长锗纳米线，生长温度为240℃，生长时间为40min，如图1(h)所示；
8)最后，利用氢气等离子体去除残余的氢化非晶锗薄膜，氢化非晶硅薄膜，二氧化锡颗粒和锡颗粒，具体处理条件为：温度：120℃，压力：0.6Torr，H2：100sccm，功率：30W，处理时间：10min，得到如图1(i)所示的锗纳米线。
在本实施例中，分别用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱、透射电子显微镜(TEM)及能量色散X射线光谱(EDX)对制得的锗纳米线进行观察用以表征其表面形貌。
图2为锗纳米线的SEM图，其中(a)为锗纳米线的俯视视图，(b)为倾斜63°视图下的晶体形貌特征。从图中可看出，催化剂锡在锗纳米线上方呈现小圆锥形，这是因为催化剂锡在生长过程中不断扩散到锗纳米线中，催化剂会随着生长越来越小，直接导致锗纳米线的直径越来越小，最终形成圆锥形。
图3为锗纳米线的拉曼光谱图，其表征结果分别显示了晶硅衬底和锗纳米线的吸收峰。其中，锗峰为294.7cm-1，和体锗峰相比(300cm-1)，峰值出现了向左漂移，主要原因是由于锡原子进入锗纳米线而引起的应力。由于本发明得到的是竖直的纳米线，可以认为纳米线处于松弛状态，可计算出锗纳米线中的锡原子百分含量大约在6％。
图4为锗纳米线的剖面的透射电镜明视野图像，显示了催化剂锡呈半圆形状，说明在纳米线生长的过程中，其为液体状态。
图5为锗纳米线的EDX图，从左到右依次显示了锡、硅和锗原子在锗纳米线中的分布。从EDX结果可知，锡在锗纳米线的中原子百分含量在5.2％左右，其结果与图3所示的拉曼光谱结果基本一致。根据EDX光谱结果可得到各个元素的原子百分比，本实施例制得的锗纳米线中含有93.89％的Ge原子，此外还含有少量的Sn(占比5.18％)和Si(占比0.93％)。
实施例2
一种制备锗纳米线的方法，具体操作步骤如下：
1)准备一块晶硅衬底，利用SiF4等离子体去除衬底表面的自然氧化物，具体条件为：温度：120℃，压力：0.9Torr，SiF4：30sccm，功率：10W，处理时间：10min；
2)利用氢气和锗烷等离子体沉积一层氢化非晶锗薄膜，厚度为15nm，沉积条件为：温度：120℃，压力：0.3Torr，GeH4：25sccm，功率：3W，沉积时间：3min；
3)在氢化非晶锗薄膜上镀一层氢化非晶硅薄膜，厚度为0.6nm，沉积条件为：温度：120℃，压力：0.04Torr，SiH4：20sccm，功率：3W，沉积时间：6sec；
4)利用溶液旋涂法在常温常压下在衬底上制备均匀分散的二氧化锡颗粒；
5)利用氢气等离子体部分还原二氧化锡，具体处理条件为：温度：250℃，压力：0.6Torr，H2：100sccm，功率：30W，处理时间：10min；
6)利用SiF4等离子体处理衬底，去除薄膜表面氧化物，具体条件为：温度：120℃，压力：0.9Torr，SiF4：30sccm，功率：10W，处理时间：10min；
7)去除表面氧化物之后，在真空环境下退火生长锗纳米线，生长温度为240℃，生长时间为40min；
8)最后，利用氢气等离子体去除残余的氢化非晶锗薄膜，氢化非晶硅薄膜，二氧化锡颗粒和锡颗粒，具体处理条件为：温度：100℃，压力：0.6Torr，H2：100sccm，功率：30W，处理时间：5min，得到锗纳米线。
实施例3
一种制备锗纳米线的方法，具体操作步骤如下：
1)准备一块晶硅衬底，利用SiF4等离子体去除衬底表面的自然氧化物，具体条件为：温度：120℃，压力：0.9Torr，SiF4：30sccm，功率：10W，处理时间：10min；
2)利用氢气和锗烷等离子体沉积一层氢化非晶锗薄膜，厚度为30nm，沉积条件为：温度：120℃，压力：0.3Torr，GeH4：30sccm，功率：3W，沉积时间：6min；
3)在氢化非晶锗薄膜上镀一层氢化非晶硅薄膜，厚度为2nm，沉积条件为：温度：120℃，压力：0.05Torr，SiH4：30sccm，功率：3W，沉积时间：15sec；
4)利用溶液旋涂法在常温常压下在衬底上制备均匀分散的二氧化锡颗粒；
5)利用氢气等离子体部分还原二氧化锡，具体处理条件为：温度：250℃，压力：0.6Torr，H2：100sccm，功率：30W，处理时间：10min；
6)利用SiF4等离子体处理衬底，去除薄膜表面氧化物，具体条件为：温度：120℃，压力：0.9Torr，SiF4：30sccm，功率：10W，处理时间：10min；
7)去除表面氧化物之后，在真空环境下退火生长锗纳米线，生长温度为240℃，生长时间为40min；
8)最后，利用氢气等离子体去除残余的氢化非晶锗薄膜，氢化非晶硅薄膜，二氧化锡颗粒和锡颗粒，具体处理条件为：温度：120℃，压力：1.0Torr，H2：130sccm，功率：50W，处理时间：12min。。
实施例4
一种制备锗纳米线的方法，具体操作步骤如下：
1)准备一块晶硅衬底，利用SiF4等离子体去除衬底表面的自然氧化物，具体条件为：温度：120℃，压力：0.9Torr，SiF4：30sccm，功率：10W，处理时间：10min；
2)利用氢气和锗烷等离子体沉积一层氢化非晶锗薄膜，厚度为20nm，沉积条件为：温度：160℃，压力：0.5Torr，GeH4：25sccm，功率：3W，沉积时间：3min；
3)在氢化非晶锗薄膜上镀一层氢化非晶硅薄膜，厚度为1nm，沉积条件为：温度：150℃，压力：0.04Torr，SiH4：30sccm，功率：3W，沉积时间：10sec；
4)利用溶液旋涂法在常温常压下在衬底上制备均匀分散的二氧化锡颗粒；
5)利用氢气等离子体部分还原二氧化锡，具体处理条件为：温度：250℃，压力：0.6Torr，H2：100sccm，功率：30W，处理时间：10min；
6)利用SiF4等离子体处理衬底，去除薄膜表面氧化物，具体条件为：温度：120℃，压力：0.9Torr，SiF4：30sccm，功率：10W，处理时间：10min；
7)去除表面氧化物之后，在真空环境下退火生长锗纳米线，生长温度为250℃，生长时间为30min；
8)最后，利用氢气等离子体去除残余的氢化非晶锗薄膜，氢化非晶硅薄膜，二氧化锡颗粒和锡颗粒，具体处理条件为：温度：120℃，压力：0.6Torr，H2：100sccm，功率：30W，处理时间：10min，得到锗纳米线。
实施例5
一种制备锗纳米线的方法，具体操作步骤如下：
1)准备一块晶硅衬底，利用SiF4等离子体去除衬底表面的自然氧化物，具体条件为：温度：120℃，压力：0.9Torr，SiF4：30sccm，功率：10W，处理时间：10min；
2)利用氢气和锗烷等离子体沉积一层氢化非晶锗薄膜，厚度为20nm，沉积条件为：温度：120℃，压力：0.5Torr，GeH4：30sccm，功率：3W，沉积时间：5min；
3)在氢化非晶锗薄膜上镀一层氢化非晶硅薄膜，厚度为1nm，沉积条件为：温度：130℃，压力：0.04Torr，SiH4：30sccm，功率：3W，沉积时间：10sec；
4)利用溶液旋涂法在常温常压下在衬底上制备均匀分散的二氧化锡颗粒；
5)利用氢气等离子体部分还原二氧化锡，具体处理条件为：温度：240℃，压力：0.6Torr，H2：120sccm，功率：30W，处理时间：15min；
6)利用SiF4等离子体处理衬底，去除薄膜表面氧化物，具体条件为：温度：120℃，压力：0.9Torr，SiF4：30sccm，功率：10W，处理时间：10min；
7)去除表面氧化物之后，在真空环境下退火生长锗纳米线，生长温度为235℃，生长时间为50min；
8)最后，利用氢气等离子体去除残余的氢化非晶锗薄膜，氢化非晶硅薄膜，二氧化锡颗粒和锡颗粒，具体处理条件为：温度：100℃，压力：0.6Torr，H2：130sccm，功率：30W，处理时间：15min，得到锗纳米线。
实施例6
本实施例制备锗纳米线的方法与实施例1的区别仅在于，所用衬底为康宁玻璃，其余工艺条件均与实施例1相同。
实施例7
本实施例制备锗纳米线的方法与实施例1的区别仅在于，所用衬底为聚四氟乙烯，其余工艺条件均与实施例1相同。
实施例8
本实施例制备锗纳米线的方法与实施例1的区别仅在于，所用催化剂为氧化铟，其余工艺条件均与实施例1相同。
本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换形成的新的技术方案，同样都在本发明要求保护的范围内，并且本发明方案所有涉及的参数间如无特别说明，则相互之间不存在不可替换的唯一组合。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明，并不用于限定本发明的保护范围。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (10)

1.一种制备锗纳米线的方法，其特征在于，包括如下步骤：先对衬底进行预处理，再在衬底表面沉积氢化非晶锗薄膜，在氢化非晶锗薄膜上沉积氢化非晶硅薄膜，接着涂覆催化剂颗粒，然后依次利用氢气等离子体、四氟化硅等离子体处理，最后退火生长，经后处理制得锗纳米线；
所述催化剂为二氧化锡或氧化铟。
2.根据权利要求1所述的制备锗纳米线的方法，其特征在于，所述氢化非晶锗薄膜的厚度为10-50nm。
3.根据权利要求1所述的制备锗纳米线的方法，其特征在于，所述氢化非晶硅薄膜的厚度为0.5-2nm。
4.根据权利要求2所述的制备锗纳米线的方法，其特征在于，所述氢化非晶锗薄膜通过等离子体化学气相沉积制得，镀膜条件为：温度：100-200℃，压力：0.2-0.5Torr，H2：20-35sccm，功率：1-5W，沉积时间：3-6min；其中H2等离子体中含有1％体积的GeH4。
5.根据权利要求3所述的制备锗纳米线的方法，其特征在于，所述氢化非晶硅薄膜通过等离子体化学气相沉积制得，镀膜条件为：温度：100-150℃，压力：0.02-0.05Torr，SiH4：15-30sccm，功率：1-5W，沉积时间：5-15sec。
6.根据权利要求1所述的制备锗纳米线的方法，其特征在于，利用氢气等离子体处理的具体条件为：温度：230-250℃，压力：0.5-1.0Torr，H2：80-120sccm，功率：20-40W，处理时间：5-15min。
7.根据权利要求1所述的制备锗纳米线的方法，其特征在于，利用四氟化硅等离子体处理的具体条件为：温度：100-120℃，压力：0.8-1.0Torr，SiF4：20-30sccm，功率：8-12W，处理时间：5-15min。
8.根据权利要求1所述的制备锗纳米线的方法，其特征在于，所述退火生长为在真空环境下退火生长，生长温度为230-250℃，生长时间为30-50min。
9.根据权利要求1所述的制备锗纳米线的方法，其特征在于，预处理采用四氟化硅等离子体处理，具体条件为：温度：100-150℃，压力：0.8-1.2Torr，SiF4：20-30sccm，功率：5-10W，处理时间：5-15min。
10.根据权利要求1所述的制备锗纳米线的方法，其特征在于，后处理采用氢气等离子体处理，具体条件为：温度：100-130℃，压力：0.5-1.0Torr，H2：80-150sccm，功率：20-50W，处理时间：5-15min。
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