一种微纳三维混合结构的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微纳三维混合结构的制备方法，包括：在衬底上依次形成金属膜层和光刻胶层；根据预设的版图图形，刻蚀所述光刻胶层，形成图形化的光刻胶层；去除所述金属膜层的显露区域，并保留所述显露区域注入所述衬底中的残留金属颗粒，所述显露区域为未被所述图形化的光刻胶层覆盖的金属膜层区域；去除所述图形化的光刻胶层；采用金属辅助化学腐蚀工艺处理所述衬底，通过所述金属膜层的催化和所述残留金属颗粒的催化，形成所述微纳三维混合结构。提供了一种在通过版图图形化腐蚀衬底的同时，也能在无版图图案设计的衬底区域形成特定结构的方法。结构的方法。结构的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种微纳三维混合结构的制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种微纳三维混合结构的制备方法。

技术介绍

[0002]随着现代科学技术的发展,纳米材料制备与应用技术已经引起了人们的广泛关注。在众多新型微结构中，硅基纳米/微米结构的制备方法结构以其优异的性质和良好的工艺兼容性引起人们的广泛关注，在先进电子器件、光电子器件，以及光伏器件等方面有着巨大的应用前景。
[0003]目前该类微结构的制备方案可以大致分为干法刻蚀和湿法刻蚀两大类。干法刻蚀的方法是指通过等离子体去轰击目标材料暴露在外的部分，将部分材料从暴露的表面移走，从而形成特定的图形结构。但是由于使用高能离子轰击半导体表面，会带来损害半导体的电学和光学性质的风险；湿法刻蚀的方法包括湿法各向异性刻蚀、光辅助电化学刻蚀(PEC)、金属辅助化学刻蚀(MACE)等等，这一类方法相较于干法刻蚀的方法损伤更小。
[0004]但现有的湿法刻蚀方法，往往是按照版图的图形进行图形化刻蚀，不能满足无图案设计区域的其他刻蚀结构需求的，应用较单一。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种微纳三维混合结构的制备方法。
[0006]提供一种微纳三维混合结构的制备方法，包括：
[0007]在衬底上依次形成金属膜层和光刻胶层；
[0008]根据预设的版图图形，刻蚀所述光刻胶层，形成图形化的光刻胶层；
[0009]去除所述金属膜层的显露区域，并保留所述显露区域注入所述衬底中的残留金属颗粒，所述显露区域为未被所述图形化的光刻胶层覆盖的金属膜层区域；
[0010]去除所述图形化的光刻胶层；
[0011]采用金属辅助化学腐蚀工艺处理所述衬底，通过所述金属膜层的催化和所述残留金属颗粒的催化，形成所述微纳三维混合结构。
[0012]可选的，所述衬底为硅衬底，所述金属膜层的材质为Au、Ag或Cu。
[0013]可选的，所述金属膜层的厚度为10～30nm。
[0014]可选的，在所述在衬底上依次形成金属膜层和光刻胶层之前，还包括：对所述衬底依次进行丙酮超声清洗、乙醇超声清洗和去离子水清洗；采用氮气吹干所述衬底。
[0015]可选的，在所述衬底上形成所述金属膜层的步骤包括：采用电子束蒸发技术或磁控溅射技术，在所述衬底上形成所述金属膜层。
[0016]可选的，所述去除所述金属膜层的显露区域，包括：采用离子束刻蚀技术，刻蚀去除所述金属膜层的显露区域。
[0017]可选的，所述采用金属辅助化学腐蚀工艺处理所述衬底，包括：采用腐蚀溶液腐蚀
所述衬底，所述腐蚀溶液包括氢氟酸、过氧化氢和去离子水。
[0018]可选的，所述氢氟酸与所述过氧化氢的体积比为5:1～10:1。
[0019]可选的，所述采用腐蚀溶液腐蚀所述衬底的腐蚀时间为10～20小时。
[0020]可选的，在所述形成所述微纳三维混合结构之后，还包括：对所述微纳三维混合结构依次进行碘溶液清洗、异丙醇清洗和干燥。
[0021]本专利技术实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0022]本专利技术实施例提供的微纳三维混合结构的制备方法，在衬底上依次沉积金属膜层和光刻胶层，再图像化光刻胶层，并去除金属膜层的显露区域以在衬底中保留残留金属颗粒。这样处理后的衬底再采用金属辅助化学腐蚀工艺处理时，金属膜层区域由于金属量大，则会催化腐蚀出较深的沟道结构，符合版图的图形化刻蚀要求。而在无版图图案设计的衬底区域，由于残留有金属颗粒，金属颗粒催化腐蚀衬底，形成纳米多孔结构。提供了一种在通过版图图形化腐蚀衬底的同时，也能在无版图图案设计的衬底区域形成特定结构的方法，该类微纳三维混合结构可以适用于光学器件。
[0023]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0024]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0025]图1为本专利技术实施例中微纳三维混合结构的制备方法的流程图；
[0026]图2为本专利技术实施例中微纳三维混合结构的制备工艺图一；
[0027]图3为本专利技术实施例中微纳三维混合结构的制备工艺图二；
[0028]图4为本专利技术实施例中微纳三维混合结构的制备工艺图三；
[0029]图5为本专利技术实施例中微纳三维混合结构的制备工艺图四；
[0030]图6为本专利技术实施例中微纳三维混合结构的制备工艺图五。
具体实施方式
[0031]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。
[0032]在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
[0033]在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。在本公开的上下文中，相似或者相同的部件可能会用相同或者相似的标号来表示。
[0034]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本公开内容实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
[0035]本专利技术提供了一种微纳三维混合结构的制备方法，包括：
[0036]步骤S101，在衬底上依次形成金属膜层和光刻胶层；
[0037]步骤S102，根据预设的版图图形，刻蚀所述光刻胶层，形成图形化的光刻胶层；
[0038]步骤S103，去除所述金属膜层的显露区域，并保留所述显露区域注入所述衬底中的残留金属颗粒，所述显露区域为未被所述图形化的光刻胶层覆盖的金属膜层区域；
[0039]步骤S104，去除所述图形化的光刻胶层；
[0040]步骤S105，采用金属辅助化学腐蚀工艺处理所述衬底，通过所述金属膜层的催化和所述残留金属颗粒的催化，形成所述微纳三维混合结构。
[0041]下面结合图2
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6详细介绍本实施例的实施工艺步骤：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微纳三维混合结构的制备方法，其特征在于，包括：在衬底上依次形成金属膜层和光刻胶层；根据预设的版图图形，刻蚀所述光刻胶层，形成图形化的光刻胶层；去除所述金属膜层的显露区域，并保留所述显露区域注入所述衬底中的残留金属颗粒，所述显露区域为未被所述图形化的光刻胶层覆盖的金属膜层区域；去除所述图形化的光刻胶层；采用金属辅助化学腐蚀工艺处理所述衬底，通过所述金属膜层的催化和所述残留金属颗粒的催化，形成所述微纳三维混合结构。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述衬底为硅衬底，所述金属膜层的材质为Au、Ag或Cu。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属膜层的厚度为10～30nm。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述在衬底上依次形成金属膜层和光刻胶层之前，还包括：对所述衬底依次进行丙酮超声清洗、乙醇超声清洗和去离子水清洗；采用氮气吹干所述衬底。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：李海亮，张晓萌，姚楚豪，谢常青，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：