專利名稱：一種合成納米硅線陣列的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米材料的制備方法，尤其涉及一種納米硅線陣列的合成方法，屬于納米材料的制備與應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
本發(fā)明提出的一種合成納米硅線陣列的方法，其特征在于該方法是將單晶硅片置入氫氟酸和硝酸銀配制的反應(yīng)溶液中在密閉的反應(yīng)釜中直接合成納米硅線，其制備方法依次包括以下步驟(1)配制反應(yīng)溶液，溶液由(0.2-15)mol/L氫氟酸和(0.005-0.10)mol/L硝酸銀組成；
(2)將經(jīng)過清洗液超聲清洗過的硅片浸入盛有上述配制的反應(yīng)溶液的水熱釜中，封釜，裝滿度為60-90％；(3)將上述水熱釜放入烘箱，在30-80℃處理30-150分鐘；(4)取出釜并待釜冷卻后，取出硅片，經(jīng)去離子水清洗后，自然晾干，即為本發(fā)明的納米硅線陣列。
在本制備方法中，步驟(1)也可加入(0.02-0.10)mol/L硝酸鎳。
利用本發(fā)明的方法合成納米硅線陣列，其生長機制明顯與現(xiàn)有的硅線生長機制不同，制備條件簡單，不需要高溫，不需要復(fù)雜設(shè)備，因而大大降低了制備的成本。
圖2為本發(fā)明實施例的納米硅線透射電鏡微結(jié)構(gòu)圖。
圖3為為本發(fā)明實施例的樣品表面大面積硅線陣列的典型掃描電鏡顯微圖。
本制備方法采用了新的納米硅線生長機制，在30-80℃的水溶液中，在簡單清洗過的單晶硅片襯底上直接一步合成出了大面積納米硅線陣列。另外，本制備方法中加入了氫氟酸和硝酸銀，其作用是為了產(chǎn)生納米硅線，硝酸鎳則對納米硅線陣列起到了改善作用。
實施例1首先將配制含有5mol/l氫氟酸，0.02mol/l硝酸銀和0.08mol/l硝酸鎳的反應(yīng)溶液裝入水熱釜中，裝滿度為80％；然后把經(jīng)過無水乙醇，氫氟酸和去離子水超聲清洗過的單晶硅片放入釜中；在50℃處理60分鐘，取出釜并待釜冷卻后，開釜取出硅片，剝除其表面的包覆物；將硅片經(jīng)去離子水3-4次浸泡清洗，自然晾干，即得納米硅線陣列。
實施例2首先將配制含有5mol/l氫氟酸，0.10mol/l硝酸銀和0.06mol/l硝酸鎳的反應(yīng)溶液裝入水熱釜中，裝滿度為80％；然后把經(jīng)過無水乙醇，氫氟酸和去離子水超聲清洗過的單晶硅片放入釜中；在50℃處理60分鐘，，取出釜并待釜冷卻后，開釜取出硅片，剝除其表面的包覆物；將硅片經(jīng)去離子水3-4次浸泡清洗，自然晾干，即得納米硅線陣列。
實施例3首先將配制含有5mol/l氫氟酸和0.01mol/l硝酸銀的反應(yīng)溶液裝入水熱釜中，裝滿度為80％；然后把經(jīng)過無水乙醇，氫氟酸和去離子水超聲清洗過的單晶硅片放入釜中；在50℃處理60分鐘，取出釜并待釜冷卻后，開釜取出硅片，剝除其表面的包覆物；將硅片經(jīng)去離子水3-4次浸泡清洗，自然晾干，即得納米硅線陣列。
實施例4首先將配制含有5mol/l氫氟酸，0.01mol/l硝酸銀和0.04mol/l硝酸鎳的反應(yīng)溶液裝入水熱釜中，裝滿度為90％；然后把經(jīng)過無水乙醇，氫氟酸和去離子水超聲清洗過的單晶硅片放入釜中；在30℃處理60分鐘，取出釜并待釜冷卻后，開釜取出硅片，剝除其表面的包覆物；將硅片經(jīng)去離子水3-4次浸泡清洗，自然晾干，即得納米硅線陣列。
實施例5首先將配制含有5mol/l氫氟酸，0.02mol/l硝酸銀和0.08mol/l硝酸鎳的反應(yīng)溶液裝入水熱釜中，裝滿度為80％；然后把經(jīng)過無水乙醇，氫氟酸和去離子水超聲清洗過的單晶硅片放入釜中；在50℃處理150分鐘，取出釜并待釜冷卻后，開釜取出硅片，剝除其表面的包覆物；將硅片經(jīng)去離子水3-4次浸泡清洗，自然晾干，即得納米硅線陣列。
實施例6首先將配制含有5mol/l氫氟酸，0.02mol/l硝酸銀和0.08mol/l硝酸鎳的反應(yīng)溶液裝入水熱釜中，裝滿度為80％；然后把經(jīng)過無水乙醇，氫氟酸和去離子水超聲清洗過的單晶硅片放入釜中；在50℃處理30分鐘，取出釜并待釜冷卻后，開釜取出硅片，剝除其表面的包覆物；將硅片經(jīng)去離子水3-4次浸泡清洗，自然晾干，即得納米硅線陣列。
實施例7首先將配制含有5mol/l氫氟酸，0.02mol/l硝酸銀和0.08mol/l硝酸鎳的反應(yīng)溶液裝入水熱釜中，裝滿度為80％；然后把經(jīng)過無水乙醇，氫氟酸和去離子水超聲清洗過的單晶硅片放入釜中；在80℃處理60分鐘，取出釜并待釜冷卻后，開釜取出硅片，剝除其表面的包覆物；將硅片經(jīng)去離子水3-4次浸泡清洗，自然晾干，即得納米硅線陣列。
實施例8首先將配制含有10mol/l氫氟酸，0.01mol/l硝酸銀和0.04mol/l硝酸鎳的反應(yīng)溶液裝入水熱釜中，裝滿度為60％；然后把經(jīng)過無水乙醇，氫氟酸和去離子水超聲清洗過的單晶硅片放入釜中；在50℃處理60分鐘，取出釜并待釜冷卻后，開釜取出硅片，剝除其表面的包覆物；將硅片經(jīng)去離子水3-4次浸泡清洗，自然晾干，即得納米硅線陣列。
實施例9首先將配制含有10mol/l氫氟酸和0.5mol/l硝酸銀的反應(yīng)溶液裝入水熱釜中，裝滿度為60％；然后把經(jīng)過無水乙醇，氫氟酸和去離子水超聲清洗過的單晶硅片放入釜中；在50℃處理30分鐘，取出釜并待釜冷卻后，開釜取出硅片，剝除其表面的包覆物；將硅片經(jīng)去離子水3-4次浸泡清洗，自然晾干，即得納米硅線陣列。
實施例10首先將配制含有15mol/l氫氟酸，0.02mol/l硝酸銀和0.08mol/l硝酸鎳的反應(yīng)溶液裝入水熱釜中，裝滿度為60％；然后把經(jīng)過無水乙醇，氫氟酸和去離子水超聲清洗過的單晶硅片放入釜中；在50℃處理60分鐘，取出釜并待釜冷卻后，開釜取出硅片，剝除其表面的包覆物；將硅片經(jīng)去離子水3-4次浸泡清洗，自然晾干，即得納米硅線陣列。
實施例11首先將配制含有5mol/l氫氟酸，1.0mol/l硝酸銀和0.10mol/l硝酸鎳的反應(yīng)溶液裝入水熱釜中，裝滿度為80％；然后把經(jīng)過無水乙醇，氫氟酸和去離子水超聲清洗過的單晶硅片放入釜中；在50℃處理30分鐘，取出釜并待釜冷卻后，開釜取出硅片，剝除其表面的包覆物；將硅片經(jīng)去離子水3-4次浸泡清洗，自然晾干，即得納米硅線陣列。
權(quán)利要求
1.一種合成納米硅線陣列的方法，其特征在于該方法是將單晶硅片置入氫氟酸和硝酸銀配制的反應(yīng)溶液中在密閉的反應(yīng)釜中直接合成納米硅線陣列，其制備方法依次包括以下步驟(1)配制反應(yīng)溶液，溶液由(0.2-15)mol/L氫氟酸和(0.005-0.10)mol/L硝酸銀組成；(2)將經(jīng)過清洗液超聲清洗過的硅片浸入盛有上述配制的反應(yīng)溶液的水熱釜中，封釜，裝滿度為60-90％；(3)將上述水熱釜放入烘箱，在30-80℃處理30-150分鐘；(4)取出釜并待釜冷卻后，取出硅片，經(jīng)去離子水清洗后，自然晾干，即為本發(fā)明的納米硅線陣列。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種合成納米硅線陣列的方法，其特征在于步驟(1)也可加入(0.02-0.10)mol/L硝酸鎳。
全文摘要
一種納米硅線陣列的合成方法,涉及一種納米材料的制備方法,屬于納米材料的制備與應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的特征是將單晶硅片置入盛有(0.2－15)mol/L氫氟酸和(0.005－0.10)mol/L硝酸銀反應(yīng)溶液的水熱釜中,然后在30－80℃密閉的釜中處理30－150分鐘,即可直接在硅片上合成大面積納米硅線陣列。本制備方法中也可加入(0.02－0.10)mol/L硝酸鎳。本制備方法中加入氫氟酸和硝酸銀,其作用是為了產(chǎn)生納米硅線,硝酸鎳則對納米硅線陣列起改善作用。用本方法合成大面積納米硅線陣列,制備條件簡單,不需要高溫,不需要復(fù)雜設(shè)備,制備成本低。本發(fā)明制備的的納米硅線陣列可應(yīng)用于微電子行業(yè)。
文檔編號C01B33/00GK1382626SQ02104179
公開日2002年12月4日 申請日期2002年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月15日
發(fā)明者彭奎慶, 朱靜 申請人:清華大學(xué)