奈米结构微型化的方法技术

本发明专利技术提供一种奈米结构微型化的方法，其步骤包含：在既定成长（型）于基材（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）上的奈米结构筒状细孔（ｐｏｒｅ）的顶部开口上，以原子或分子态的材料堆积黏着于该顶部开口，使其顶部开口的口径逐渐缩小而形成一较原有顶部开口口径为小的奈米缩小口（ｒｅｄｕｃｅｄ　ｎａｎｏ－ａｐｅｒｔｕｒｅ）；将气体分子或原子型态的镀源材料直接穿透该奈米缩小口，即可直接在奈米结构筒状细孔的底部基材上，形成更小奈米尺度的奈米点或奈米线或奈米环等的奈米结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一种，它与制备更微型化奈米尺度的奈米结构有关，特别是为现有各种奈米结构和器件的奈米尺度提供了更进一步微型化的方法，尤其可直接利用现行制造设备所能达到的最小奈米尺度极限下，而制备出尺度更为较小的奈米结构量子占 "、、或尺度更细的奈米线结构与尺度更窄的奈米环结构
技术介绍
:奈米科学发展至今，己被广泛地应用于各种领域上，尤其在半导体工业中己不断地制造出许多奈米器(元)件，例如:在电子学上，单电子电晶体(SET)及自旋阀(spin-valve)因奈米结构化，使得其可仅通过数个电子，而非以成千上万的电子来运作，不仅导致超低的能量消耗，且在功率消耗上也显著减弱，并带来更快的开关速度；在光电子学上，则可由奈米结构的小尺寸效应，而具有调制量子点矽光学雷射特性的功》女；在感测器件应用上，奈米感测器和奈米探测器均能够测量极其微量的化学和生物分子，而具有探测细胞内的功能将促使生物医学上可发展出迷你型的侵入诊断技术；其它奈米尺寸量子点的器件应用，有铁磁量子点磁记忆媒体、量子点白旋过滤器及自旋记忆器等也均是朝向蓬勃的发展中。然而上述各种奈米器(元)件的尺寸在縮小到 一 定程度 时，基础物理极限就会限制更小尺寸奈米结构的制备能力，使得无法再朝向更微小化去突破，如图1至图3所示，为习知以奈米微影制程(nano-lithography)所得的奈米结构，其施 作步骤为(A).先将预期的奈米图形Q设计于光罩(mask)M 上，再将该光罩M置放于表面涂布有阻剂(resist)2的基材1 上方(如图1所示)；(B).以光束e穿过光罩M上的各奈米图形 Q后形成曝光，再经过显影之后，即会在基材l表面的阻剂2 上成型出与原设计于光罩M上相同图形Q的奈米孔3的结构 (如图2所示)；(C).以镀源装置40将气体分子或原子型态的 镀源材料B直接镀着在该奈米孔3的周围与底部位置上(如图 3中的X和Y两视图所示)；(D).最后再以溶剂将阻剂2消除 后，即可在基材1表面上得到所需奈米结构的奈米点4 (如图 3中的Z视图所示)。前述的习知制程因受限于有光刻技术的精度极限，使得 目前最精密的奈米尺寸只能达到60~65奈米(nm)，因此转印 曝光来自光罩M的奈米孔3，其奈米尺寸均在60奈米(nm)以上，相对地其制备所得到的奈米点4的奈米尺寸也是在60奈米(nm)以上，故前述习知奈米尺寸量子点器件的物理极限尺寸至今仍是停留在60奈米(nm)以上，因此如何突破使得该奈米孔3的奈米尺度再为更小，乃是至今各个领域产业专家们所急欲解决的技术难题，同时在解决过程中又得遵守成本花费不可太高的原则，致使选择技术突破的方式相当困难，了解奈米科技的科学家或奈米技术的制备专家们，都知道要做出小于50奈米或小至1 2奈米的元件的好处，但至今仍见不到有任何特别好的方法被提出或发表或应用
技术实现思路
本专利技术一种，其主要百的在利用现有生产制造奈米尺度结构的设备下，不必改变或重新设计其原有制备奈米尺寸设备的精准度，即可制备出具有较现行所有奈米尺度更为微小的奈米尺度的结构，并具有提升及突破现有制备奈米结构设备的物理极限，进而能达成各种奈米应用组件、奈米线路及奈米接线等的再微型化。本专利技术的另一目的是在于提供一种奈米结构微型化的方法，其步骤包含在既定成长(型)于基材(substrate)上的奈米结构筒状细孔(pore)的顶部开口上，以原子或分子态的材料堆积黏着于该顶部开口，使其顶部开口的口径逐渐縮小而形成一较原有顶部开口 口径为小的奈米縮小口 (reduced nano-aperture);再将气体分子或原子型态的镀源材料直接穿 透该奈米縮小口，即可直接在奈米结构筒状细孔的底部基材 上，形成小于60奈米(nm)以下的量子点或奈米线或奈米环等 的奈米结构，使其可直接立即地被应用于半导体工业中所需 更微型化的器件，或对生物及化学探测器等提供持续微型化 之应用。本专利技术的技术方案再详细叙述如下本专利技术一种，包含以下步骤(a)提供—基材及包括一层成型于该基材上的奈米筒状细孔；(b)缩小奈米筒状细孔的顶部开口的尺寸；(c)以一奈米结构成型材料来穿透过缩小尺寸的顶部开口，在基材的表面上形成一奈米结构，该奈米结构的大小尺寸与该縮小尺寸的顶部开口的大小尺寸相同；及(d)去除基材上至少成型有奈米筒状细孔一层的部分，也包括该奈米筒状细孔的部分。其中步骤(b)包含将 一 沉积材料堆积于该奈米筒状细孔的顶上山 顺边缘，以形成该縮小开口结构，该縮小开口的堆积方式是从该顶端边缘以径向朝内延伸。其中，步骤(b)更进一步包含将该基材放置于一与该顶端边缘的沉积材料的入射角成一非零倾斜角度的可移动式平台上，当堆积该沉积材料时，将该可移动式平台旋转至少一周以上用以将该沉积材料堆积于该边缘的 一 周边上等步骤。其中，当堆积该沉积材料时，更进 一 步包含将该可移动 式平台旋转复数次以更进一步縮小该顶部开口的大小尺寸 的步骤。其中，当堆 来做监测该缩小 式平台旋转速度其中，步骤 筒状细孔，并且其中，该縮其中，该縮 上来达成。其中，该縮小开口是用喷溅蚀刻方式在该封闭顶部上来达成。其中，该奈米结构成型材料是被直接沉积于该基材上而形成该奈米结构其中，该奈米结构成型材料包括一蚀刻剂，且该奈米结构包括该基材上的一蚀刻区。其中， 更进一步包含将一第二奈米结构成型材料直接沉积在该基材上一蚀刻区的步骤。其中，该奈米结构的直径是与该縮小开口的直径相同以形成—量子点。其中，步骤(c)包含在该奈米结构成型材料的源头与縮小开之间加装一准直器的步骤。其中，步骤(c)包含将该基材放置于一可移动式平台上，以及当该奈米结构成型材料穿透该縮小开口，并将该奈米结构成型材料直接沉积于该基材上形成一具有宽度比该奈米筒状细孔直径更小的奈米线时，该可移动式平台作线性移动等的步骤其中，步骤(c)包含将该基材放置于一可移动式平台上，积该沉积材料时，更进 一 步包含利用膜厚计 顶部开口的直径大小，以作为控制该可移动 快慢依据的步骤。(b)包含对于一种具有封闭顶部形态的奈米 在其封闭顶部上形成缩小开口的步骤。 小开口是透过蚀刻该封闭顶部而来达成。 小开口是以使用 一 种蚀刻材料在该封闭顶部以及当在该基材上形成一具有大小尺寸比该奈米筒状细孔直 径更小的奈米环时，将该可移动式平台作三度空间移动等的步骤。其中，步骤 (d)包含以湿式蚀刻法将包括该奈米筒状 细孔在内的该层除去的步骤。其中，步骤(d)包含以干式蚀刻法将包括该奈米筒状细 孔在内的该层除去的步骤。 其中，该基材上的 一 层是为光阻剂。其中，更进一步包含将该基材放置于一可移动式平台上， 以及当形成第一奈米结构之后，将该可移动式平台移动以再 继续形成至少一个以上的该奈米结构等的步骤。其中，该奈米结构是为一具有直径比该奈米筒状细孔直 径更小的量子点。 其中，该奈米结构是为一具有宽度比该奈米筒状细孔直径更 小的线条。其中，该奈米结构是为一具有大小尺寸比该奈米筒状细 孔直径更小的环形。其中，该奈米结构是为一单电子晶体中的一电极。其中在一奈米筒状细孔的顶部开上形成奈米缩小口的方法，是包括将一沉积材料堆积于该奈米筒状细孔的顶端边缘以形成—结构的步骤，而该堆积方式是从该奈米筒状细孔 门的顶端边缘以径向朝内延伸的方式来形成该奈米缩小其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种奈米结构微型化的方法，其特征在于，包含以下步骤：　（ａ）提供一基材及包括一层成型于该基材上的奈米筒状细孔；　（ｂ）缩小奈米筒状细孔的顶部开口的尺寸；　（ｃ）以一奈米结构成型材料来穿透过缩小尺寸的顶部开口，在基材的表面上形成一奈米结构，该奈米结构的大小尺寸与该缩小尺寸的顶部开口的大小尺寸相同；及　（ｄ）去除基材上至少成型有奈米筒状细孔一层的部分，也包括该奈米筒状细孔的部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：林明农，
申请(专利权)人：林明农，陈崇钦，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]