一種利用濺射沉積金屬制備硅納米線的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用濺射沉積金屬制備硅納米線的方法，屬于微納加工領(lǐng)域。首先將（100）單晶硅片清洗、干燥后，利用離子濺射鍍膜方法在硅片上沉積金屬金；然后在室溫下配制氫氟酸和雙氧水的混合溶液，將鍍金后的硅片正面朝上置于溶液中，濕法刻蝕所需時(shí)間；最后將硅片取出，立即用異丙醇沖洗，利用氮?dú)獯蹈?，得到硅納米線結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的方法不需要高溫以及復(fù)雜的設(shè)備，在常溫下就可以制備大面積的硅納米線結(jié)構(gòu)，其工藝流程簡(jiǎn)單，成本低廉，并且納米線的尺寸可調(diào)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種利用濺射沉積金屬制備硅納米線的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種硅納米線陣列的制備方法，屬于微納加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，一維納米結(jié)構(gòu)例如納米線和納米管引起了研究者的極大興趣，硅納米線在存儲(chǔ)材料、量子限制效應(yīng)、納米半導(dǎo)體材料、以及生化傳感器中有著廣泛的應(yīng)用。
[0003]如今的硅納米線制備方法主要有:化學(xué)氣相沉積(CVD)，脈沖激光燒蝕法(Laserablation),物理蒸發(fā)法(Physical evaporation),金屬輔助化學(xué)刻蝕(Metal assistedchemical etching)等。但這些方法有諸多不利因素，如需要高溫環(huán)境、復(fù)雜的設(shè)備與模板設(shè)計(jì)以及較長(zhǎng)的合成時(shí)間等等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種新的制備硅納米線的方法，不需要高溫、復(fù)雜的設(shè)備和模板，可以大面積制備硅納米線結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]a)將(100)單晶硅片于RCA (氨水:雙氧水:水=1:1:5)溶液中清洗，加熱到80攝氏度后半小時(shí)取出，在干燥后的單晶硅片上利用離子濺射鍍膜方法鍍上厚度為5-10nm的金，通過(guò)濺射不同厚度的金，得到不同大小的金顆粒；
[0007]b)在室溫下配制氫氟酸和雙氧水的混合溶液,其中m (HF):m (H2O2):m (H2O)=17:5:90，將鍍金后的硅片正·面朝上置于溶液中，濕法刻蝕所需時(shí)間；
[0008]c)將硅片取出，立即用異丙醇沖洗，利用氮?dú)獯蹈?，得到硅納米線結(jié)構(gòu)。
[0009]相比現(xiàn)有技術(shù)中的制備方法，本發(fā)明的方法具有以下有益效果:(I)不需要高溫以及復(fù)雜的設(shè)備，常溫下可以制備；(2)工藝流程簡(jiǎn)單，成本低廉；(3)不需要制作模板，得到的硅納米線面積可達(dá)硅片尺寸，并且納米線的尺寸可調(diào)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明的制備流程圖，其中，1-硅襯底；2-納米金顆粒；3-氫氟酸雙氧水混合溶液。
[0011]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2制得的硅納米線側(cè)面電鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1
[0013]如圖1所示，本發(fā)明的制備流程如下:
[0014]a)首先使用RCA(氨水:雙氧水:水=1:1:5)溶液清洗硅襯底1，襯底的清潔度直接影響到后續(xù)納米結(jié)構(gòu)的制備質(zhì)量，該配比的溶液能夠較好地去除襯底上的雜物和油污等。然后加熱到80攝氏度后半小時(shí)取出硅襯底I，利用離子濺射鍍膜方法在襯底上濺射IOnm的Au，形成納米金顆粒2。通過(guò)濺射不同厚度的金，得到不同大小的金顆粒。此處如果濺射過(guò)厚的金，金顆粒會(huì)連結(jié)在一起，于是不能很好地向下刻蝕，如果濺射過(guò)薄的金，刻蝕速率會(huì)比較慢。
[0015]b)配制氫氟酸、雙氧水與水的質(zhì)量比為17:5:90的溶液3 (其中，HF的濃度為40%，H2O2的濃度為30%)。HF與H2O2質(zhì)量比過(guò)高或過(guò)低都不利于結(jié)構(gòu)以合適的速率生長(zhǎng)，該數(shù)值比為最佳的生長(zhǎng)條件。
[0016]c)將濺射鍍金的硅片正面朝上，置于配好的溶液3中進(jìn)行酸刻，金作為催化劑，進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，3分鐘后取出，得到3um高的硅納米線。
[0017]實(shí)施例2
[0018]a)在RCA清洗過(guò)的(100)硅片上濺射IOnm Au ；
[0019]b)配制氫氟酸、雙氧水與水的質(zhì)量比為17:5:90的溶液3，(HF40%, H20230%);
[0020]c)將濺射鍍金的硅片正面朝上，置于溶液3中進(jìn)行酸刻，6分鐘后取出，得到6um聞的娃納米線。
[0021]實(shí)施例3
[0022]a)在RCA清洗過(guò)的(100)硅片上濺射5nm Au ；
[0023]b)配制氫氟酸、雙氧水與水的質(zhì)量比為17:5:90的溶液3，(HF40%, H20230%);
[0024]c)將濺射鍍金的硅片正面朝上，置于溶液3中進(jìn)行酸刻，6分鐘后取出，得到5um聞的娃納米線。
【權(quán)利要求】
1.一種利用濺射沉積金屬制備硅納米線的方法，其特征在于，制備步驟如下: a)將(100)單晶硅片清洗、干燥后，利用離子濺射鍍膜方法在硅片上沉積金屬金； b)在室溫下配制氫氟酸和雙氧水的混合溶液，將鍍金后的硅片正面朝上置于溶液中，濕法刻蝕所需時(shí)間； c)將硅片取出，立即用異丙醇沖洗，利用氮?dú)獯蹈?，得到硅納米線結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用濺射沉積金屬制備硅納米線的方法，其特征在于，所述步驟a)中，單晶硅片使用氨水:雙氧水:水=1:1:5的溶液清洗后,加熱到80攝氏度后半小時(shí)取出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用濺射沉積金屬制備硅納米線的方法，其特征在于，所述金的厚度為5-10nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用濺射沉積金屬制備硅納米線的方法，其特征在于，所述步驟b)中，氫氟酸 和雙氧水的混合溶液的質(zhì)量百分配比為HF:H2O2:H20=17:5:90。
【文檔編號(hào)】C30B33/10GK103572374SQ201310542981
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】胡靜, 袁長(zhǎng)勝 申請(qǐng)人:無(wú)錫英普林納米科技有限公司