纳米级沟道的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种纳米级沟道的制备方法，其包括以下步骤：提供一基底，在所述基底的表面层叠设置一第一光刻胶层、一纳米线结构、一第二光刻胶层，且所述纳米线结构夹于该第一光刻胶层和第二光刻胶层之间，所述纳米线结构包括至少一纳米线；在所述第一光刻胶层和第二光刻胶层上设置至少一凹槽，并使得该凹槽处对应的基底表面暴露，所述纳米线部分暴露并悬空于所述凹槽处，该悬空的纳米线的两端均夹于所述第一光刻胶层和第二光刻胶层之间；以悬空的纳米线作掩模，向暴露的基底表面沉积一薄膜层，所述悬空的纳米线投影于暴露的基底表面上未沉积薄膜层的区域，即为纳米级沟道。

Preparation of nanoscale trench

The invention relates to a preparation method of nano-channel, which comprises the following steps: providing a substrate, superimposing a first photoresist layer, a nanowire structure, and a second photoresist layer on the surface of the substrate, and the nanowire structure is sandwiched between the first photoresist layer and the second photoresist layer, and the nanowire structure is sandwiched between the first photoresist layer and the second photoresist layer. The structure comprises at least one nanowire; at least one groove is arranged on the first photoresist layer and the second photoresist layer, and the corresponding base surface at the groove is exposed. The nanowire part is exposed and suspended at the groove, and both ends of the suspended nanowire are clamped on the first photoresist layer and the second photoresist layer. Between layers, a thin film layer is deposited on the exposed base surface using suspended nanowires as a mask, and the suspended nanowires are projected onto the areas on the exposed base surface where no film layer is deposited, that is, nano-channel.

【技术实现步骤摘要】
纳米级沟道的制备方法
本专利技术涉及微纳加工
，特别涉及一种纳米级沟道的制备方法。
技术介绍
现有技术在制备小尺寸的结构时，如果通过直接加工的方法，加工尺寸多数由加工设备的性能决定。而直接加工出细槽小于10nm的结构，已经超出了绝大多数设备的极限。即便可以加工，成本和成品率也不容易控制。而若想得到小的细槽结构，常规的方法如蒸发剥离或刻蚀方法等都要先由光刻胶得到小尺寸的结构，然后再基于此结构进行后续的加工。但是，这些方法的问题在于：首先，小尺寸的光刻胶很难实现，过厚的胶本身很难立住，容易倒塌，过薄的胶很难实现图形转移；其次，剥离或者刻蚀过程会对光刻胶有影响，导致光刻胶的残留，对后续结构产生影响。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种方法简单、易操作的纳米级沟道的制备方法。一种纳米级沟道的制备方法，其包括以下步骤：提供一基底，在所述基底的表面层叠设置一第一光刻胶层、一纳米线结构、一第二光刻胶层，且所述纳米线结构夹于该第一光刻胶层和第二光刻胶层之间，所述纳米线结构包括至少一纳米线；在所述第一光刻胶层和第二光刻胶层上设置至少一凹槽，并使得该凹槽处对应的基底表面暴露，所述纳米线部分暴露并悬空于所述凹槽处，该悬空的纳米线的两端均夹于所述第一光刻胶层和第二光刻胶层之间；以悬空的纳米线作掩模，向暴露的基底表面沉积一薄膜层，所述悬空的纳米线投影于暴露的基底表面上未沉积薄膜层的区域，即为纳米级沟道。相较于现有技术，本专利技术所述纳米级沟道的制备方法，通过采用纳米线作为掩模，纳米线的形貌可基本转移到基底上，因此可以得到尺寸很小的沟道；通过对纳米线尺寸的选择，可相应控制沟道的尺寸；制备方法对基底及沉积材料要求不高，且制备方法简单、易操作。附图说明图1为本专利技术第一实施例提供的所述纳米级沟道的制备方法的流程图。图2为本专利技术第一实施例提供的层叠设置第一光刻胶层、碳纳米管结构、第二光刻胶层的方法一的流程图。图3为本专利技术第一实施例提供的层叠设置第一光刻胶层、碳纳米管结构、第二光刻胶层的方法二的流程图。图4为本专利技术第一实施例提供的层叠设置第一光刻胶层、碳纳米管结构、第二光刻胶层的方法三的流程图。图5为本专利技术第一实施例提供的层叠设置第一光刻胶层、碳纳米管结构、第二光刻胶层的方法四的流程图。图6为本专利技术第一实施例提供的曝光显影暴露出碳纳米管线的扫描电镜照片。图7为本专利技术第一实施例提供的纳米级沟道的扫描电镜照片。图8为本专利技术第二实施例提供的具有纳米级沟道的薄膜晶体管的制备方法的流程图。图9为本专利技术第三实施例提供的具有纳米级沟道的薄膜晶体管的制备方法的流程图。图10为本专利技术第四实施例提供的具有纳米级沟道的薄膜晶体管的制备方法的流程图。主要元件符号说明如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式下面将结合具体实施例，对本专利技术提供的纳米级沟道、具有纳米级沟道的薄膜晶体管的制备方法作进一步详细说明。请参阅图1，本专利技术第一实施例提供的纳米级沟道18的制备方法，其包括以下步骤：步骤S11，提供一基底11，在所述基底11的表面层叠设置一第一光刻胶层12、一碳纳米管结构13、一第二光刻胶层14，且所述碳纳米管结构13夹于该第一光刻胶层12和第二光刻胶层14之间，所述碳纳米管结构13包括至少一碳纳米管线；步骤S12，在所述第一光刻胶层12和第二光刻胶层14上形成至少一凹槽，并使得该凹槽处对应的基底11的表面暴露，所述碳纳米管线部分暴露并悬空于所述凹槽处，该碳纳米管线的两端均夹于所述第一光刻胶层12和第二光刻胶层14之间；步骤S13，以悬空的碳纳米管线作掩模，向所述基底11暴露的表面沉积一薄膜层15，所述薄膜层15具有与所述碳纳米管线对应的纳米级沟道18。在步骤S11中，所述基底11的材料不限，可为二氧化硅、氮化硅等材料形成的绝缘基板，金、铝、镍、铬、铜等材料形成的金属基板，或者硅、氮化镓、砷化镓等材料形成的半导体基板。本实施例中，所述基底11的材料为硅基底。所述第一光刻胶层12及第二光刻胶层14的种类不限，可为负性光刻胶或正性光刻胶。优选地，该第二光刻胶层14与所述第一光刻胶层12为同性光刻胶，即所述第二光刻胶层14与第一光刻胶层12均为正性光刻胶或均为负性光刻胶。该第一光刻胶层12及第二光刻胶层14可为电子束光刻胶或紫外光刻胶。优选地，所述第一光刻胶层12及第二光刻胶层14为电子束光刻胶。具体地，该第一光刻胶层12及第二光刻胶层14可为PMMA胶、ZEP胶等。所述第一光刻胶层12的厚度为50纳米-400纳米。所述第二光刻胶层14的厚度为50纳米-300纳米。优选地，该第一光刻胶层12的厚度为100纳米-350纳米，该第二光刻胶层14的厚度为100纳米-250纳米。本实施例中，所述第一光刻胶层为ZEP520A胶，厚度为320纳米；所述第二光刻胶层为PMMA950A4胶，厚度为220纳米。所述碳纳米管结构13包括至少一碳纳米管线，具体地，该碳纳米管结构13包括单根碳纳米管线或多根碳纳米管线。当该碳纳米管结构13包括多根碳纳米管线时，所述多根碳纳米管线可基本沿同一方向延伸，也可呈交叉式排列为网络结构。具体地，该多根碳纳米管线呈平行排列方式分布时，所述多根碳纳米管线中相邻两根碳纳米管线的间隔距离大于等于50纳米，优选地，相邻两根碳纳米管线的间隔距离大于等于100纳米。所述碳纳米管线是由长的单壁碳纳米管形成，所述单壁碳纳米管的直径为0.5纳米-2纳米。所述单壁碳纳米管的长度大于等于1微米，优选地，该单壁碳纳米管的长度大于20微米。所述单壁碳纳米管可通过化学气相沉积法制备获得。本实施例中，所述碳纳米管结构13是由多根平行排列的碳纳米管线组成，相邻两根碳纳米管线的间隔距离为1微米，每根碳纳米管线包括单根单壁碳纳米管，所述单壁碳纳米管的直径为1纳米，单壁碳纳米管的长度为50微米。进一步，所述碳纳米管结构13还可以采用其它纳米线结构代替，只要纳米线的直径范围达到需要即可。具体地，所述纳米线结构的材料可为金属纳米线，如镍、铂、金等；也可为半导体纳米线，如InP，Si，GaN等；绝缘体纳米线，如SiO2，TiO2等。所述纳米线结构的制备方法为常规的制备纳米线的方法即可。在所述基底11的表面层叠设置所述第一光刻胶层12、碳纳米管结构13、第二光刻胶层14可通过以下几种方法实现：方法一、所述第一光刻胶层12、碳纳米管结构13、第二光刻胶层14按顺序依次单层沉积在所述基底11的表面上得到；方法二、先在所述基底11的表面沉积所述第一光刻胶层12，再将所述碳纳米管结构13及第二光刻胶层14作为一整体设置于该第一光刻胶层12的表面上；方法三、先将所述第一光刻胶层12及碳纳米管结构13作为一整体结构设置于所述基底11的表面，再沉积该第二光刻胶层14于该碳纳米管结构13上；方法四、先将所述第一光刻胶层12及一碳纳米管结构单元131作为一整体结构设置于所述基底11的表面，再将所述第二光刻胶层14及一碳纳米管结构单元132作为一整体结构设置于所述碳纳米管结构单元131的表面上，且所述碳纳米管结构单元131与所述碳纳米管结构单元132接触并形成所述碳纳米管结构13。具体地，请参阅图2，所述方法一可包括以下步骤：步骤一，通过旋涂方法在所述基底11的表面沉积所述第一光刻胶层12；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米级沟道的制备方法，其包括以下步骤：提供一基底，在所述基底的表面层叠设置一第一光刻胶层、一纳米线结构、一第二光刻胶层，且所述纳米线结构夹于该第一光刻胶层和第二光刻胶层之间，所述纳米线结构包括至少一纳米线；在所述第一光刻胶层和第二光刻胶层上设置至少一凹槽，并使得该凹槽处对应的基底表面暴露，所述纳米线部分暴露并悬空于所述凹槽处，该悬空的纳米线的两端均夹于所述第一光刻胶层和第二光刻胶层之间；以悬空的纳米线作掩模，向暴露的基底表面沉积一薄膜层，所述悬空的纳米线投影于暴露的基底表面上未沉积薄膜层的区域，即为纳米级沟道。

【技术特征摘要】
1.一种纳米级沟道的制备方法，其包括以下步骤：提供一基底，在所述基底的表面层叠设置一第一光刻胶层、一纳米线结构、一第二光刻胶层，且所述纳米线结构夹于该第一光刻胶层和第二光刻胶层之间，所述纳米线结构包括至少一纳米线；在所述第一光刻胶层和第二光刻胶层上设置至少一凹槽，并使得该凹槽处对应的基底表面暴露，所述纳米线部分暴露并悬空于所述凹槽处，该悬空的纳米线的两端均夹于所述第一光刻胶层和第二光刻胶层之间；以悬空的纳米线作掩模，向暴露的基底表面沉积一薄膜层，所述悬空的纳米线投影于暴露的基底表面上未沉积薄膜层的区域，即为纳米级沟道。2.如权利要求1所述的纳米级沟道的制备方法，其特征在于，在所述基底的表面层叠设置一第一光刻胶层、一纳米线结构、一第二光刻胶层的方法包括以下步骤：在所述基底的表面设置所述第一光刻胶层；再将所述纳米线结构及第二光刻胶层一起转移至该第一光刻胶层的表面。3.如权利要求1所述的纳米级沟道的制备方法，其特征在于，在所述基底的表面层叠设置一第一光刻胶层、一纳米线结构、一第二光刻胶层的方法包括以下步骤：将所述第一光刻胶层及纳米线结构一起转移至所述基底的表面；再将该第二光刻胶层设置于该纳米线结构的表面。4.如权利要求1所述的纳米级沟道的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈墨，李群庆，张立辉，肖小阳，张金，范守善，
申请(专利权)人：清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11