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，包括以下步骤：提供一基板，在基板表面设置一光刻胶掩模层，光刻胶掩模层的厚度为H；对光刻胶掩模层曝光和显影得到一图案化掩模层，包括多个条状掩模块，相邻条状掩模块的间隔距离为L，设定该图案化掩模层的侧表面为第二区域，基板的表面为第三区域；沉积一第一薄膜层，第一薄模层的厚度为D，使沉积方向与条状掩模块厚度方向夹角为θ1，且θ1

【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。而若想得到小的微细结构，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。同时，采用上述小尺寸结构制备的产品也会相应受到限制，如薄膜晶体管等。
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：提供一基板，在所述基板的表面设置一光刻胶掩模层，该光刻胶掩模层的厚度为H；对该光刻胶掩模层曝光和显影得到一图案化掩模层，该图案化掩模层包括多个平行且间隔设置的条状掩模块，相邻条状掩模块的间隔距离为L，设定该图案化掩模层远离基板的表面为第一区域，该图案化掩模层相对于该光刻胶掩模层增加的表面为第二区域，相邻条状掩模块之间暴露的基板的表面为第三区域；向设置有条状掩模块的基板表面沉积一第一薄膜层，该第一薄模层的厚度为D，并使得沉积方向与条状掩模块的厚度方向夹角为θ1，且θ1<tan-1(L/H)；改变沉积方向，向设置有条状掩模块的基板表面沉积一第二薄膜层，使得沉积方向与条状掩模块的厚度方向夹角为θ2，θ2<tan-1[L/(H+D)]，且所述第一薄膜层和第二薄膜层覆盖整个第二区域，并使得0<Htanθ1+(H+D)tanθ2-L<10nm，则该第一薄膜层与第二薄膜层在第三区域内的间隔区域为纳米级沟道。相较于现有技术，本专利技术所述纳米级沟道的制备方法，采用侧向沉积方法，沉积过程中通过调节沉积参数即可实现纳米级沟道，无需刻蚀、剥离等方法辅助，对基板材料无损伤；侧向沉积方法能够精确定位制备，可选定任意位置制备纳米级沟道；该方法制备的纳米级沟道的宽度可根据需要进行调节；同时，沟道两侧可沉积不同的材料，从而可以实现纳米级沟道两侧是由不同材料构成。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显影后得到的所述条状掩模块的结构示意图。图3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4为本专利技术提供的第一薄膜层和第二薄膜层的沉积方法的流程图。图5为本专利技术提供的第一薄膜层和第二薄膜层的沉积方法的流程图。图6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7为本专利技术第三实施例提供的纳米级微结构的制备方法的流程图。图8为本专利技术第四实施例提供的纳米带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、薄膜晶体管、纳米微结构、纳米带的制备方法作进一步详细说明。请一并参阅图1、2，本专利技术第一实施例提供的纳米级沟道的制备方法，其包括以下步骤：步骤S11，提供一基板10，在所述基板10的表面设置一光刻胶掩模层11，该光刻胶掩模层11的厚度为H；步骤S12，对该光刻胶掩模层11曝光和显影得到一图案化掩模层12，该图案化掩模层12包括多个平行且间隔设置的条状掩模块121，相邻条状掩模块121的间隔距离为L，设定该图案化掩模层12远离基板10的表面为第一区域I，该图案化掩模层12相对于该光刻胶掩模层11增加的表面为第二区域II，相邻条状掩模块121之间暴露的基板10的表面为第三区域III；步骤S13，以条状掩模块121的延伸方向为旋转轴旋转所述基板10，使得该基板10与水平方向夹角为θ1，且θ1<tan-1(L/H)，沿竖直方向向设置有条状掩模块121的基板10的表面沉积一第一薄膜层13，该第一薄膜层13的厚度为D；步骤S14，将该基板10旋转回至水平方向，以该旋转方向继续旋转基板10至该基板10与水平方向夹角为θ2，且θ2<tan-1[L/(H+D)]，沿竖直方向向设置有条状掩模块121的基板10的表面沉积一第二薄膜层14，并使得0<Htanθ1+(H+D)tanθ2-L<10nm，则该第一薄膜层13与第二薄膜层14在第三区域内的间隔区域为纳米级沟道。在步骤S11中，所述基板10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，所述基板10的材料为硅基板。所述光刻胶掩模层11主要起到遮挡作用。所述光刻胶掩模层11的材料为光刻胶。其中，光刻胶的种类不限，可为正性光刻胶或负性光刻胶，可为电子束光刻胶、紫外光刻胶等，如S9912光刻胶、SU8光刻胶、PMMA胶、ZEP胶、HSQ胶等。所述光刻胶掩模层11可通过将光刻胶采用旋涂的方法直接涂敷于所述基板10上形成。所述光刻胶掩模层11的厚度H的范围可根据需要调节。所述光刻胶掩模层11的厚度H为200纳米-400纳米。优选地，所述光刻胶掩模层11的厚度H为300纳米-400纳米。本实施例中，所述光刻胶掩模层11的材料为HSQ胶，厚度为400纳米。在步骤S12中，对所述光刻胶掩模层11进行曝光时，可预先在所述光刻胶掩模层11的表面设定一曝光图案，再对该曝光图案对应的光刻胶掩模层11进行曝光。其中，所述曝光图案的形状、尺寸可根据需要进行设定。本实施例中采用电子束曝光，曝光强度及时间可根据光刻胶厚度及材料调节。曝光后，将该光刻胶掩模层11进行显影。具体地，将该光刻胶掩模层11浸置于一显影溶液中，所述显影溶液与曝光区域充分反应，以去除部分光刻胶，从而得到一图案化掩模层12。设定该图案化掩模层12远离基板10的表面为第一区域I，该第一区域I即所述条状掩模块121的顶面；去除部分光刻胶后，该图案化掩模层12相对于光刻胶掩模层11增加了部分表面，该部分表面垂直于所述基板10的表面，将该增加的表面设定为第二区域II，该第二区域II即所述条状掩模块121的侧表面；设定相邻条状掩模块121间暴露的基板10的表面为第三区域III。本实施例中，所述显影溶液为TMAH溶液，显影时间为90s。所述图案化掩模层12包括多个平行且间隔设置的条状掩模块121。具体地，该多个条状掩模块121可排列为一排，也可排列为多排。其中，每排中相邻两条状掩模块121的间隔距离为L。相邻条状掩模块121的间隔距离L为200纳米-1000纳米。优选地，相邻条状掩模块121的间隔距离L为400纳米-500纳米。本实施例中，相邻条状掩模块121的间隔距离L为400纳米。在步骤S13中，由于该多个条状掩模块121互相平行，该多个条状掩模块121的延伸方向为同一延伸方向，因此，可选择任一条状掩模块121的延伸方向为旋转轴的方向旋转该基板10。旋转基板10后，该基板10所在平面与水平方向的夹角为θ1，且θ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：提供一基板，在所述基板的表面设置一光刻胶掩模层，该光刻胶掩模层的厚度为H；对该光刻胶掩模层曝光和显影得到一图案化掩模层，该图案化掩模层包括多个平行且间隔设置的条状掩模块，相邻条状掩模块的间隔距离为L，设定该图案化掩模层远离基板的表面为第一区域，该图案化掩模层相对于该光刻胶掩模层增加的表面为第二区域，相邻条状掩模块之间暴露的基板的表面为第三区域；向设置有条状掩模块的基板表面沉积一第一薄膜层，该第一薄模层的厚度为D，并使得沉积方向与条状掩模块的厚度方向夹角为θ1，且θ1

【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：提供一基板，在所述基板的表面设置一光刻胶掩模层，该光刻胶掩模层的厚度为H；对该光刻胶掩模层曝光和显影得到一图案化掩模层，该图案化掩模层包括多个平行且间隔设置的条状掩模块，相邻条状掩模块的间隔距离为L，设定该图案化掩模层远离基板的表面为第一区域，该图案化掩模层相对于该光刻胶掩模层增加的表面为第二区域，相邻条状掩模块之间暴露的基板的表面为第三区域；向设置有条状掩模块的基板表面沉积一第一薄膜层，该第一薄模层的厚度为D，并使得沉积方向与条状掩模块的厚度方向夹角为θ1，且θ1<tan-1(L/H)；改变沉积方向，向设置有条状掩模块的基板表面沉积一第二薄膜层，使得沉积方向与条状掩模块的厚度方向夹角为θ2，θ2<tan-1[L/(H+D)]，且所述第一薄膜层和第二薄膜层覆盖整个第二区域，并使得0<Htanθ1+(H+D)tanθ2-L<10nm，则该第一薄膜层与第二薄膜层在第三区域内的间隔区域为纳米级沟道。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，所述光刻胶掩模层的厚度为H为200纳米-400纳米。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，相邻条状掩模块的间隔距离L为200纳米-450纳米。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，所述沉积方向与条状掩模块的厚度方向夹角θ1的范围为θ1≤45°。5.如权利要求1所述的纳米级沟道的制备方法，其特征在于，所述第一薄膜层的厚度D的范围为D<40纳米。6.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈墨，张立辉，李群庆，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