在半导电结构上无催化剂选择性生长的方法技术

本发明专利技术涉及一种在半导电结构上无催化剂选择性生长的方法。根据尤其可适用于电子学领域的该方法，由第一气体流或分子流形成半导电结构（12）；同时或随后将至少一种第二气体流或分子流添加到该第一气体流或分子流中，以在该结构上选择性地原位生长电介质层（14）；并且随后由第三气体流或分子流在该结构上生长另一半导电结构（16）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种。根据尤其可适用于电子学领域的该方法，由第一气体流或分子流形成半导电结构（12）；同时或随后将至少一种第二气体流或分子流添加到该第一气体流或分子流中，以在该结构上选择性地原位生长电介质层（14）；并且随后由第三气体流或分子流在该结构上生长另一半导电结构（16）。【专利说明】
本专利技术涉及一种在半导电结构上选择性生长的方法。本专利技术尤其可适用于:电子学，例如用于制造基于纳米线(或者更准确地说，线，因为其直径可以大于IOnm)的晶体管，光电子学，以实现光发射(本专利技术能够使异质结构定位并且使该位置能够被控制，以及允许表面区域“化学”钝化，例如在砷化镓线、磷化铟线或者硅线的情况下，该表面区域相对于非钝化区域可以具有改良的或改进的发射特性)，光检测，包括光伏领域中的光检测，制造化学检测器/传感器(本专利技术能够解决选择性功能化问题)，以及自旋电子学，例如通过具有铁电材料之间的势垒或者通过将异质结构定位到元件内。
技术介绍
电介质材料(诸如，氮化物、氧化物、碳化物)薄层的生长和定位例如对于制造微电子元件和光电元件是特别重要的:这样的薄层能够使电气屏障或绝缘得以建立，这例如能够将这些元件的部分进行电绝缘或者允许在没有电荷传输的情况下施加电场。例如，这种层存在于半导纳米线领域中，以使MOS晶体管的栅极与该晶体管的沟道绝缘。就这方面而言，将例如参考下列文档:C.Thelander et al., Nanowire-based one-dimensional electronics，Materialstodayj Vol.9，N0 10，2006，pp.28-35。这种层还存在于诸如发光二极管或光检测器的结构中，以期通过避免短路将有源区电隔离，例如，制造电触点以便将载流子(电子、空穴)注入或收集到这些结构的特定位置。就这方面而言，将例如参考下列文档: Hersee et al., Catalyst-free growth of GaN nanoscale needlesand application in InGaN/GaN visible LEDs, US2007/257264。B.Pederson et al., Elevated LED and method of producingsuch, W02008/079078。Hersee, Solid-state microscope, US2010/033561? S.D.Hersee et al., GaN nanowire light emitting diodesbased on templated and scalable nanowire growth process, ElectronicsLetters, Vol.45，N° 1,2009。此外，例如当希望控制一结构的反应或者在某个位置的定位时，这些电介质材料薄层能够允许“保护”该结构的一部分以免遭化学反应或吸附。气相生长技术(诸如，CVD, PECVD和ALD技术)例如很好地适用于生长电介质材料(诸如，Si3N4、Si02、Al203和HfO2)层。但是，仍然难以在一表面上(未覆盖整个表面，例如在纳米线的一部分上)选择性地并且在没有掩模的情况下生长这些化合物。为了解决该问题，可通过化学方法(使用液态或气态溶剂)或者通过物理方法(使用粒子束)，在整个表面上生长电介质材料层并且随后在局部去除该层。还可通过掩模局部地增加中间层(还将在该中间层上进行沉积，但是该中间层能够容易被去除)来获得裸区(nude area)0该剥离蚀刻能够例如化学地在液相下进行。在半导纳米线的情况下，在将被参考的如下文档中能够找到这种方法的实例:Samuelson et al., LED with upstanding nanowire structureand method of producing such,US2008/0149944 ；Shin, Semiconductor device with vertical transistor and methodfor fabricating the same, US2010/0237405。进一步地，为了由化合物半导体(诸如，GaN, GaAs或InAs)形成衬底上的结构，已知的是使用电介质(诸如，Si3N4或SiO2)层来选择性地生长该结构。随后，该结构不在该电介质层上而是在开口内生长，所述开口能够使该结构生长在衬底上。就这方面而言，将参考下列文档:S.Kitamura et al., Fabrication of GaN hexagonal pyramids ondot-patterned GaN/sapphire substrates via selective metalorganic vapor phaseepitaxy, Jpn.J.App1.Phys., Vol.34 (1995) pp.L1184-L1186 ；X.J.Chen et al, Homc^pitaxial growth of catalyst-free GaN wireson N-polar substrates, Appl.Phys.Lett.，Vol.97 (2010) 151909。使用MOCVD技术(即，金属有机化学气相沉积)，已经显不:例如通过在具有￡取向的蓝宝石衬底上或在GaN上外延，可以在没有催化剂的情况下自发地(即，以自组织的方式)生长出线。确实，催化剂对于这种线的应用可能是麻烦的:这些催化剂可能在线内引入化学污染。关于这种线自发生长技术，将参考下列文档:R.Koester et al., Self-assembled growth of catalyst-free GaNwires by metal-organic vapour phase epitaxy, Nanotechnology, Vol.21(2010)015602。该技术还被用于获得其他结构,诸如,条体、锥体或管状体,或者包括数种材料的异质结构。至于线，还可以制成径向的或纵向的异质结构。就这方面而言，将例如参考下列文档:Majumdar et al., Methods of fabricating nanostructures andnanowires and devices fabricated therefrom, US7834264。为了将结构集成到元件内，例如将竖直或水平的线集成到晶体管、发光器、化学物质(例如气体或DNA)检测器或pH检测器内，通常应该增加复杂的工艺步骤，这些工艺步骤尤其需要使用其他机器(以及传送器和与其相关联的污染物)、蚀刻和对准步骤。就这方面而言,例如将参考已经提及的文档和。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种针对形成电介质层的问题的简单的技术方案，在不必增加进一步的光刻/蚀刻步骤以及外部沉积(即，在该层形成在其内的外壳之外进行的沉积)的情况下，通过允许对形成覆盖由晶体生长获得的结构的全部或一部分的这种层进行控制。该电介质层能够被用作用于随后生长的屏障，并且因此允许选择性的生长，所述选择性的生长不发生在该层上。当更具体考虑该电介质层的化学性质，尤其是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·埃默里，达米恩·所罗门，陈晓军，克里斯托弗·迪朗，
申请(专利权)人：原子能和替代能源委员会，
类型：
国别省市：