技术特征：
1.一种防串扰自限制的超细密排晶硅纳米线制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）采用旋涂的方法在衬底上旋涂一层电刻胶；2）利用电子束直写对预设形状的无掩膜图案进行曝光，电刻胶变性成为二氧化硅，曝光后形成由宽激活生长区域沟道和窄密排沟道构成的闭合沟道； 3）以步骤2）所形成的闭合沟道为衬底，再次利用光刻电子束直写或者掩膜板技术在所述宽激活生长区域定义横向于沟道的图案并进行显影，以定义催化剂区域；4）在定义的催化剂区域淀积一层带状的催化金属层；5）升高温度至催化金属熔点以上，通入还原性气体进行等离子体处理，去除催化金属表面的氧化层，同时使催化金属转变为分离的金属纳米颗粒；6）将温度降低到催化金属颗粒熔点以下，在整个样品表面淀积覆盖非晶半导体前驱体薄膜层；然后将温度升高至催化金属和非晶硅的共熔点之上，使得催化金属颗粒重新熔化，在其前端开始吸收非晶半导体前驱体薄膜层，并在后端淀积出晶态的纳米线；7）样品表面剩余的非晶半导体前驱体薄膜层由氢气等离子体、rie或者湿法刻蚀工艺去除；电刻胶形成的二氧化硅侧壁由hf去除，宽激活生长区域由icp刻蚀掉，即可制备成自限制的超细密排晶态纳米线。2.如权利要求1所述的防串扰自限制的超细密排晶硅纳米线制备方法，其特征在于，步骤2）中所述的闭合密排沟道的制备步骤如下：2.1）沿一组平行的密排沟道两端分别向上经过半圆形的折弯后水平相向延伸并预留激活生长区域；2.2）激活生长区域两侧的延伸密排沟道经过不同夹角、不同弧度的延伸偏转后，每条沟道的两端在激活生长区域中间汇合构成宽激活生长区域。3.如权利要求2所述的防串扰自限制的超细密排晶硅纳米线制备方法，其特征在于，所述宽激活生长区域内的不同弧度的沟道侧壁间距大于所述密排沟道的间距，所述沟道侧壁宽20nm，所述密排沟道的间距为30nm。4.如权利要求2所述的防串扰自限制的超细密排晶硅纳米线制备方法，其特征在于，在步骤6）中，所述催化金属在宽激活生长区域的一侧前端不断的吸收非晶半导体前驱体薄膜层，并在后端淀积出晶态的纳米线，直至晶态的纳米线生长至宽激活生长区域的另一侧并填满整个闭合沟道；或，所述催化金属同时在宽激活生长区域的两侧前端分别吸收非晶半导体前驱体薄膜层，并分别在后端淀积出晶态的纳米线，直至两侧晶态的纳米线在密排沟道相遇填满整个闭合沟道。5.如权利要求2所述的防串扰自限制的超细密排晶硅纳米线制备方法，其特征在于，步骤1中所述的电刻胶不限于hsq。6.如权利要求1所述的防串扰自限制的超细密排晶硅纳米线制备方法，其特征在于，步骤1）中所述衬底采用的材料为晶硅、玻璃、铝箔、氮化硅、氧化硅、碳化硅、蓝宝石、聚酰亚胺或者聚对苯二甲酸类塑料。7.如权利要求1所述的防串扰自限制的超细密排晶硅纳米线制备方法，其特征在于，步骤4）中在宽激活生长区域，通过光刻、蒸发或者溅射工艺，淀积一层带状的催化金属层，所述催化金属层为in, sn, bi或ga金属及其金属合金。
8.如权利要求1所述的防串扰自限制的超细密排晶硅纳米线制备方法，其特征在于，步骤6）中，所述的非晶半导体前驱体薄膜层为非晶硅a-si、非晶锗a-ge、非晶碳a-c或a-ge/a-si异质叠层结构。
技术总结
本发明公开了一种防串扰自限制的超细密排晶硅纳米线制备方法，包括如下步骤：1）采用旋涂的方法在衬底上旋涂一层电刻胶；2）利用电子束直写对预设形状的无掩膜图案进行曝光，电刻胶变性成为二氧化硅，曝光后形成由宽激活生长区域沟道和窄密排沟道构成的闭合沟道；3）以步骤2）所形成的闭合沟道为衬底，再次利用光刻电子束直写或者掩膜板技术在所述宽激活生长区域定义横向于沟道的图案并进行显影，以定义催化剂区域；4）在定义的催化剂区域淀积一层带状的催化金属层。本发明通过激活生长逐渐转变为限制引导，能够实现100%长线率，同时更为严格地控制纳米线的直径及生长路径并具有更高地晶格质量。地晶格质量。地晶格质量。
技术研发人员：余林蔚 钱文涛 梁逸飞 王军转
受保护的技术使用者：南京大学
技术研发日：2021.10.21
技术公布日：2022/1/25