使用金属/半导体纳米棒的异质结构的接触织物及其制备方法技术

提供了使用金属／半导体纳米棒的异质结构的接触织物及其制备方法。接触电阻低的欧姆接触织物或具有整流特性的肖特基接触织物是通过将纳米尺寸的金属选择性沉积到氧化锌／半导体纳米棒的预定部分上并控制沉积金属的功函和金属／氧化锌的界面特性而形成的。接触织物可以用到各种纳米尺寸的包括肖特基二极管在内的电子元件、光学元件及其阵列中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用金属/半导体纳米棒的异质结构的接触织物及其制备方法
本专利技术涉及使用金属/半导体纳米棒的异质结构的接触织物以及其制备方法，尤其涉及使用这样的金属/半导体纳米棒的异质结构的接触织物以及其制备方法：其中，接触电阻低的欧姆接触织物或具有整流特性的肖特基接触织物是通过将纳米尺寸的金属选择性沉积到氧化锌/半导体纳米棒的预定部分上并控制沉积金属的功函和金属/氧化锌的界面特性而形成的，以将接触织物用到各种纳米尺寸的包括肖特基二极管在内的电子元件、光学元件及其阵列中。
技术介绍
自从专利技术晶体管以来的半导体技术的惊人发展，带来了基于量子效应的很大规模集成电路和半导体激光器的进展，21世纪的信息和通信时代已经到来。当半导体元件的尺寸减小时，来自微电子工程的传统技术不能用于进一步限制设计规则。例如，由于受限于光学分辨率，光学蚀刻方法不能用于制造尺寸小于几十纳米的半导体元件。此外，这种半导体元件不能通过采用X-射线或电子束的方法制造，采用X-射线或电子束的方法不适于大规模生产并且成本高昂。因此，已开发出可以用来制造纳米尺寸半导体元件以在原子或分子水平上显示所需功能的自下至上法(bottom-upmethod)。为了用自下至上法制造纳米元件，需要能够用来采用单一材料就可实现带有所需功能的纳米结构的技术。特别是，相应于纳米元件的电极的接触织物在供应运行所需能量方面起重要作用。此外，由于纳米元件包括接触电阻低的欧姆接触织物以及具有各种整流特性的肖特基接触织物(所述各种整流特性依赖于半导体和金属之间的功函差并依赖于半导体和金属的界面特性)，因此，必须采用控制这些特性的技术。但是，目前仍未建-->立在纳米元件的预定部分形成人工纳米接触织物的技术，而且迄今尚未有人研究控制纳米接触织物特性的技术。附图说明图1是说明本专利技术的采用金属/半导体纳米棒的异质结构的接触织物以及其制造方法的概图；图2是说明本专利技术的采用金属/半导体纳米棒的异质结构的接触织物的阵列结构的概图；图3是说明电流感应原子力显微镜法(current sensing atomic forcemicroscopy，简称CSAFM)的概图，进行该方法以检查本专利技术的其上沉积有金属的金属/半导体纳米棒的异质结构的电特性；图4是说明根据本专利技术的其上未沉积金属的氧化锌/半导体纳米棒的导电率的坐标图，它是采用其上涂敷有金的探针测定的；图5是说明根据本专利技术的其中金沉积在氧化锌半导体纳米棒上的金/氧化锌纳米棒的异质结构的导电率的坐标图，它是采用其上涂敷有金的探针测定的；以及图6是说明本专利技术金/钛/氧化锌纳米棒的异质结构的导电率的坐标图，该导电率是采用其上涂敷有金的探针测定的，其中异质结构是通过将钛和金连续沉积在氧化锌纳米棒上并进行热退火而制造的。
技术实现思路
本专利技术提供了采用金属/半导体纳米棒的异质结构的接触织物，其中接触电阻低的欧姆接触织物或具有整流特性的肖特基接触织物通过将纳米尺寸的金属选择性沉积到氧化锌/半导体纳米棒的预定部分上并控制沉积金属的功函和金属/氧化锌的界面特性而形成，以将接触织物用到各种纳米尺寸的包括肖特基二极管在内的电子元件、光学元件及其阵列中。本专利技术还提供了采用金属/半导体纳米棒的异质结构制造接触织物的方法，其中接触电阻低的欧姆接触织物或具有整流特性的肖特基接触织物通过将纳米尺寸的金属选择性沉积到氧化锌/半导体纳米棒的预定部分上并控制沉积金属的功函和金属/氧化锌的界面特性而形成，以将接触织物-->用到各种纳米尺寸的包括肖特基二极管在内的电子元件、光学元件及其阵列中。专利技术效果根据本专利技术，接触电阻低的欧姆接触织物或具有整流特性的肖特基接触织物可通过在氧化锌纳米棒的预定部分上以纳米尺寸形成金属接触织物并控制沉积金属接触织物的电特性而形成的。尤其是，本专利技术描述的技术可以用于开发满足所需功能的功能纳米结构。此外，本专利技术可用于开发采用垂直安置的纳米材料的电子元件以及采用光学元件阵列的高度集成电路。另一方面，本专利技术可以通过将纳米尺寸的金属选择性沉积到氧化锌/半导体纳米棒的预定部分上并控制沉积金属的功函和金属/氧化锌之间的界面特性而形成接触电阻低的欧姆接触织物或具有整流特性的肖特基接触织物。另外，接触织物可以用于包括纳米尺寸二极管在内的电子元件、光学元件、及其阵列。具体实施方式根据本专利技术的一个方面，提供了使用金属/半导体纳米棒的异质结构的接触织物，所述接触织物包含：在预定的基材上生长的半导体纳米棒；以及沉积在半导体纳米棒的预定部分上的金属，其中在纳米棒和金属之间存在低接触电阻欧姆特性或整流肖特基特性，所述特性依赖于纳米棒和金属之间的界面特性并且依赖于功函之间的差值。根据本专利技术的一些特定实施方案，接触织物可以在肖特基二极管、晶体管、光学检测元件、发光元件、传感元件、纳米系统、集成电路、和阵列电路中用作肖特基接触织物或欧姆接触织物。纳米棒和接触织物的直径可能小于500nm。半导体纳米棒可能包括选自氧化锌、氧化钛、GaN、Si、InP、InAs、GaAs及它们的合金中的至少一种材料。当半导体纳米棒为n型半导体并与金属形成肖特基接触织物时，沉积在半导体纳米棒上的金属可能包括选自Ni，Pt，Pd，Au，W，和硅化物金属(包括PtSi和NiSi)的至少一种材料，每一种所列材料的功函都大于半导-->体纳米棒与电子的亲和力。半导体纳米棒为n型半导体并与金属形成欧姆接触织物时，直接沉积在半导体纳米棒上的金属可能包括选自Ti，Al，In的至少一种材料，每一种所列材料的功函都低于半导体纳米棒的功函。Au或Pt可沉积在金属上。金属沉积后可能在低于1000℃的温度下进行热退火以改善接触织物的电特性。本专利技术的另外一个方面提供了使用金属/半导体纳米棒的异质结构制造接触织物的方法，该方法包括：垂直地或以某一方向在预定基材上生长半导体纳米棒；以及用溅射法或热蒸发法或电子束蒸发法将金属沉积到半导体纳米棒的预定部分上，其中在纳米棒和金属之间存在低接触电阻欧姆特性或存在整流肖特基特性，所述特性依赖于纳米棒和金属之间的界面特性并且依赖于功函之间的差值。实施方案下面参照附图详细描述本专利技术的使用金属/半导体纳米棒的异质结构的接触织物及其制备方法。已知技术或结构的详细描述会使得本专利技术主题模糊、不突出，此处不再赘述。说明书和权利要求书中通篇使用的基于相应元件的功能而定义的技术术语可能随用户或操作者的意图或具体环境而变化。因此，这些技术术语的定义应当基于说明书和权利要求书的上下文确定。参照图1，给出了说明本专利技术使用金属/半导体纳米棒的异质结构的接触织物及其制备方法的概图。这时，用金属有机气相外延生长(MOVPE)法在某一方向上或垂直地在基材10上生长氧化锌/半导体纳米棒12。然后，用溅射法或热蒸发法或电子束蒸发法在纳米棒12上沉积金属14’。此处，将金属14’选择性沉积在纳米棒12的尖端处，结果形成具有清晰界面的金属/半导体异质结构。此外，可以在纳米棒12的尖端处沉积各种金属。优选纳米棒12和沉积于纳米棒12上的金属的直径均小于500nm。此外，可通过热退火期间发生的界面反应控制界面的电特性。优选在低于1000℃的温度下进行热退火。可根据沉积金属的种类或随后将描述的热退火控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接触织物，其采用了金属／半导体纳米棒的异质结构，所述接触织物包含：在预定基材上生长的半导体纳米棒；和在半导体纳米棒的预定部分上沉积的金属，其中在纳米棒和金属之间有低接触电阻欧姆特性或有整流肖特基特性，所述特性依赖 于纳米棒和金属之间的界面的特性并且依赖于功函之间的差值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2003-6-9 10-2003-00367401.一种接触织物，其采用了金属/半导体纳米棒的异质结构，所述接触织物包含：在预定基材上生长的半导体纳米棒；和在半导体纳米棒的预定部分上沉积的金属，其中在纳米棒和金属之间有低接触电阻欧姆特性或有整流肖特基特性，所述特性依赖于纳米棒和金属之间的界面的特性并且依赖于功函之间的差值。2.权利要求1的接触织物，其在肖特基二极管、晶体管、光学检测元件、发光元件、传感元件、纳米系统、集成电路、和阵列电路中用作肖特基接触织物或欧姆接触织物。3.权利要求1的接触织物，其中纳米棒和接触织物的直径均小于500nm。4.权利要求1的接触织物，其中半导体纳米棒包括选自氧化锌、氧化钛、GaN、Si、InP、InAs、GaAs、及它们的合金的至少一种材料。5.权利要求2的接触织物，其中当半导体纳米棒为n型半导体并且与金属形成肖特基接触织物时，沉积在半导体纳米棒上的金属包括选自Ni、Pt、Pd、Au、W、和包括PtSi和NiSi在内的硅化物金属中的至少一种材料，每一种所列材料的功函都大于半导体纳米棒与电子的亲和力。6.权利要求2的接触织物，其中当半导体纳米棒为n型半导体并与金属形成欧姆接触织物时，直接沉积在半导体纳米棒上的金属包括选自Ti，Al，In的至少一种材料，每一种所列材料的功函都低于半导体纳米棒的功函。7.权利要求6的接触织物，其中Au或Pt沉积在金属上。8.权利要求5-...

【专利技术属性】
技术研发人员：李奎哲，朴原一，
申请(专利权)人：学校法人浦项工科大学校，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]