一种基于写场套刻精确制作微电极的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于写场套刻精确制作微电极的方法，可以为宽度在1微米以下的单根纳米线上制作间距几十至几百纳米的霍尔电极提供便利；通过以高倍扫描照片为依据绘制电极图，提高电极图形的精确定位；利用写场套刻，采用不同的参数曝光，保证图形精度：用小写场曝光纳米尺寸的电极线图形，精度高；用大写场曝光微米尺寸的电极头图形，时间短；每个写场用对应的标记校准，保证定位的精确性。并行使用两种方法制作标记，效率高：利用紫外曝光曝光时间短面积大的特点，制作大尺寸图形的校准标记；利用电子束曝光精度高的优势，制作小尺寸图形的校准标记。

A Method of Accurate Fabrication of Microelectrodes Based on Write-field Insertion

The invention discloses a method for accurately fabricating micro-electrodes based on writing field engraving, which can facilitate the fabrication of Hall electrodes with spacing of tens to hundreds of nanometers on a single nanowire with a width of less than 1 micron; improves the accurate positioning of electrode patterns by drawing electrode diagrams based on high-power scanning photos; and ensures the graphic accuracy by using writing field engraving and exposing with different parameters. It takes a short time to expose the micron size electrode head pattern in capitals. Each writing field is calibrated with corresponding markers to ensure the accuracy of positioning. In parallel, two methods are used to make markers with high efficiency: using the characteristics of short exposure time and large area of ultraviolet exposure to make calibration markers for large-scale graphics; using the advantages of high exposure accuracy of electron beam to make calibration markers for small-scale graphics.

【技术实现步骤摘要】
一种基于写场套刻精确制作微电极的方法
本专利技术属于微纳加工
，具体涉及一种基于写场套刻精确制作微电极的方法。
技术介绍
纳米线材料具有特殊的物理性质，从而在微电子、光电、信息、医学等领域具有极大的应用潜力。对这纳米线材料的电、光、磁学性质测试都需要制作微电极。因此能够精确、快速的制作微电级是深入研究材料新奇物理性质的基础。独立的电子束曝光系统或者聚焦离子束系统，造价高至千万，对于大部分实验室来说成本过高。另有一种基于SEM的电子束曝光系统，通过搭载图形发生器，也可以实现电子束曝光，成本只有一两百万，对实验室更具普适性。一些常用的曝光方法，对于尺寸较精细微米以下的图形加工，往往不能做出预期电极。比如将电极图形放在一个文件曝光，采用相同的写场等曝光条件，这样对于尺寸较宽的电极头图形往往可行，而对于间距几十或几百纳米的电极线，容易连上，无法制作出预期电极；另一些方法，如在带绝缘层SiO2的空硅片上，用电子束曝光曝所有写场的校准标记，对于精细图形，需使用小写场。小写场面积小，制作的标记尤其是在电极线附近的标记由于与图形距离近，同时镀金溶脱，容易和图形部分连到一起，效率低，无法获得预期本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于写场套刻制作微电极的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、带数字紫外标记硅片的制作，具体为：绘制标记图形，标记图形以阵列的形式在平面内排布，得到掩模板；将硅片旋涂光刻胶，通过紫外曝光机，将掩模板上的标记图形曝光转移到硅片的光刻胶上；再通过显影和金属沉积过程，将掩模板上标记图形对应的位置上沉积金属，如此获得带有紫外标记的硅片；步骤二，采集含纳米材料的扫描照片；将表面含有纳米材料的硅片放入电子束曝光机中，打开电子束开关，将目标纳米材料移至视野，拍摄扫描照片；步骤三、在画图软件中，插入步骤二得到的扫描照片，并设置两个绘制层：电极层及校准层；在电极层中，依据纳米材料的位置，绘制纳米材料的...

【技术特征摘要】
1.一种基于写场套刻制作微电极的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、带数字紫外标记硅片的制作，具体为：绘制标记图形，标记图形以阵列的形式在平面内排布，得到掩模板；将硅片旋涂光刻胶，通过紫外曝光机，将掩模板上的标记图形曝光转移到硅片的光刻胶上；再通过显影和金属沉积过程，将掩模板上标记图形对应的位置上沉积金属，如此获得带有紫外标记的硅片；步骤二，采集含纳米材料的扫描照片；将表面含有纳米材料的硅片放入电子束曝光机中，打开电子束开关，将目标纳米材料移至视野，拍摄扫描照片；步骤三、在画图软件中，插入步骤二得到的扫描照片，并设置两个绘制层：电极层及校准层；在电极层中，依据纳米材料的位置，绘制纳米材料的电极的起始线、连接部分以及电极头图形并分别存到三个不同的文件中；在电极的起始线的周围，绘制能够刚好包围电极起始线并在50μm写场范围内的四个小标记图形先绘制用于校准小标记的校准图形：在硅片上找到四个小标记图形外围最邻近的4个紫外标记，然后在校准层绘制四个方框，方框的中心正好与对应的紫外标记图形的中心重合；再绘制电极三部分图形的校准方框：在电极的起始线周围的四个小标记图形上绘制一组共四个方框，每个方框的中心正好与对应的小标记图形的中心重合；找到电极的连接线和电极头图形各自周围最相邻的四个紫外标记图形，分别为电极的连接部分以及电极头图形绘制一组共四个方框，每组方框的中心正好与对应的紫外标记图形的中心重合；步骤四，将带着纳米材料的硅片，旋涂PMMA胶；将电子束移到曝光区域中心；曝光校准层中小标记图形外围的四个方框，当电子束扫描到方框处，打开电子束开关；如果方框图形中心偏离硅片上紫外标记中心，调整方框中心的位置，然后继续曝光，直到方框图形中心对准紫外标记中心，如此完成中心校准；此时电子束位于曝光区域中心；设置合适的写场，曝光电极层中小标记图形，完成后取出硅片，通过显影，在硅片上完成小标记图形制备；步骤五、将步骤四处理过的带着纳米材料的硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊小路，韩俊峰，史庆藩，姚裕贵，赵劲松，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11