一种基于悬空掩模和生长薄膜法制备大面积可控纳米沟道的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于悬空掩模和生长薄膜法制备大面积可控纳米沟道的方法，准备一片450微米厚2英寸的单抛<100>硅片和一块有若干2微米宽度微桥结构的掩模版，在清洗后的硅片表面上首先旋涂一层LOR10B底层胶，在硅片上滴上LOR10B使胶能够完全覆盖在硅片上。本发明专利技术的一种基于悬空掩模和生长薄膜法制备大面积可控纳米沟道的方法，采用悬空掩模技术、角度蒸发生长薄膜法和反应离子刻蚀技术，制备出硅片上的纳米沟道；通过紫外曝光双层胶显影得到光刻胶悬空微桥，再通过电子束蒸发角度生长铝膜，得到铝膜的纳米间隙，最后使用铝薄膜作为掩模，通过反应离子刻蚀技术刻蚀硅片，去除铝膜后即可得到硅的纳米沟道，同时这种方法可以实现大规模量化生产，价格低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种基于悬空掩模和生长薄膜法制备大面积可控纳米沟道的方法
本专利技术涉及电子通讯
，特别涉及一种基于悬空掩模和生长薄膜法制备大面积可控纳米沟道的方法。
技术介绍
近年来，随着微纳科技的迅速发展，纳米技术已经广泛的应用于材料和制备、集成电路过程和计算机技术、航天与航空、以及生物技术等领域，其中纳米沟道是一种极具有应用价值的纳米结构，其沟道尺寸设计很多研究领域，比如小型化、集成化的高速电子器件，微流控或纳流控芯片，半导体场效应晶体管以及超导约瑟夫森结的制备；这样的纳米沟道器件拥有高性能和低功耗的应用潜力，国内外众多实验室在此领域已经开展了大量的研究工作。目前，纳米沟道的制备主要依赖于具有纳米分辨率的实验设备，如聚焦离子束刻蚀、电子束光刻机和质子束直写，但是其缺点是设备和维护费用昂贵，生产成本很高，不利于批量大规模生产，近年来，一些研究者利用特殊的加工技术可以制造纳米沟道，主要报告高分子聚合物表面处理，纳米压印技术等等；这种方法成本较低，但是存在制备过程过于繁琐，难于控制纳米沟道尺寸等缺点。如何高效率低成本的制备出尺寸可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于悬空掩模和生长薄膜法制备大面积可控纳米沟道的方法，其特征在于，包括如下的步骤：/n步骤一：采用紫外曝光技术制备硅衬底上制备AZ5214+LOR10B光刻胶悬空掩模；/n步骤二：角度蒸发法制备铝膜纳米间隙，其中，通过在电子束蒸发中利用角度蒸发铝薄膜，通过剥离可以得到由铝膜形成的一个纳米间隙掩模层；/n步骤三：反应离子刻蚀技术制备纳米沟道，其中，通过对样品进行反应离子刻蚀处理，其中铝无法被反应离子束刻蚀可以很好的保护样品，同时未被保护区域很好的刻蚀掉，形成深度可达1微米的纳米沟道。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于悬空掩模和生长薄膜法制备大面积可控纳米沟道的方法，其特征在于，包括如下的步骤：
步骤一：采用紫外曝光技术制备硅衬底上制备AZ5214+LOR10B光刻胶悬空掩模；
步骤二：角度蒸发法制备铝膜纳米间隙，其中，通过在电子束蒸发中利用角度蒸发铝薄膜，通过剥离可以得到由铝膜形成的一个纳米间隙掩模层；
步骤三：反应离子刻蚀技术制备纳米沟道，其中，通过对样品进行反应离子刻蚀处理，其中铝无法被反应离子束刻蚀可以很好的保护样品，同时未被保护区域很好的刻蚀掉，形成深度可达1微米的纳米沟道。


2.根据权利要求1所述的一种基于悬空掩模和生长薄膜法制备大面积可控纳米沟道的方法，其特征在于：步骤一中，通过在硅衬底使用双层光刻胶AZ5214+LOR10B通过紫外曝光进行光刻，在基底上刻出0.5微米-2微米之间悬空光刻胶微桥。


3.根据权利要求1所述的一种基于悬空掩模和生长薄膜法制备大面积可控纳米沟道的方法，其特征在于：纳米间隙的尺寸可以通过改变电子束蒸发的角度来控制。


4.根据权利要求1所述的一种基于悬空掩模和生长薄膜法制备大面积可控纳米沟道的方法，其特征在于：所述步骤一中硅片的清洗步骤是依次通过丙酮浸泡100W超声功率超声清洗5分钟、无水乙醇浸泡100W超声功率超声清洗5分钟，超声结束采用去离子水冲洗，用氮气枪吹干，并采用110度烘烤3分钟。


5.根据权利要求1所述的一种基于悬空掩模和生长薄膜法制备大面积可控纳米沟道的方法，其特征在于：所述步骤一中，在清洗后的硅片表面上首先旋涂一层LOR10B底层胶，在硅片上滴上LOR10B使胶能够完全覆盖在硅片上，在600r/s的条件下旋涂10s,然后在4000r/s的条件下旋涂50s，将旋涂好有LOR10B底层胶的硅片置于150℃的热板上烘烤5mins，去除光刻胶里的溶剂，
接着再旋涂一层AZ5214顶层光刻胶，旋涂条件与LOR10B的条件一致，将旋涂好有AZ5214+LOR10B双层胶的硅片置于90℃的热板上烘烤。

【专利技术属性】
技术研发人员：王华兵，徐祖雨，陈士县，田王昊，孙汉聪，吴培亨，
申请(专利权)人：南京大学，网络通信与安全紫金山实验室，
类型：发明
国别省市：江苏;32