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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体器件半导体微纳工艺技术、集成电路领域,特别涉及一种微纳间隙电极制备技术。
技术介绍
1、具有微纳间隙的电极是构筑各类电子器件的基础,传统的电极制备方法主要采用光刻等工艺技术,随着摩尔定律的不断发展,半导体器件的尺寸、集成度不断逼近极限,电极间距和线宽越来越小,传统的光刻技术已经难以满足要求,需要采用聚焦离子束刻蚀、电子束曝光等更为先进的纳米加工技术,存在成本和工艺兼容性,以及批量化规模化等问题。此外,当电极间隙进一步缩小到纳米尺度时,电极可作为将原子分子与宏观电路链接的有力工具,构成具有特殊电学、光学、热学、乃至传感特性的纳米器件。因此,开发大规模微米到纳米尺度可控的间隙电极制备技术无论是对集成电路还是先进纳米电子器件都具有重要的价值。
2、近年来关于微纳间隙电极的制备方法有机械力断裂、电迁移断裂、电镀/化学镀、选区刻蚀、电子束光刻、聚焦离子束刻蚀等等。上述工艺都存在种种不足,如间隙形貌不规则、存在碎屑污染、与cmos工艺不兼容等。比如,机械力断裂的方法难以制造高度集成以及多电极的器件,并且很难可控的制造相对较大的间隙;电迁移断裂法由于需要一定的焦耳加热才能开始形成间隙,因此可能会导致不希望的金属熔化,并且制造的缝隙中可能存在金属碎片;电子束光刻和聚焦离子束刻蚀需要依赖精密的微纳加工设备,成本高等。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题,本专利技术提出了一种面向晶圆级微纳间隙电极制备的斜沉积方法,可大批量制备微纳间隙电极,且电极间隙可以从微米到纳米尺
2、本专利技术采用的技术方案为:一种面向晶圆级微纳间隙电极制备的斜沉积方法,包括:
3、在衬底上制备第一电极;在第一电极边缘上下同时沉积导电材料,剥离形成第二电极和微纳间隙;其中:
4、所述衬底材料包括但不限于绝缘材料、半导体材料、导电材料;若采用绝缘材料做衬底,则需在其上沉积导电层作为电极;若采用半导体或导电材料,则可直接作为电极;
5、所述电极材料包括但不限于金属、半导体、半金属,且第一电极与第二电极材料可相同可不同;
6、所述第一电极的制备工艺包括但不限于电子束沉积光刻离子束刻蚀、光刻电子束沉积剥离、光刻刻蚀;
7、所述电极形貌包括但不限于平面形、三角形、锯齿形、圆弧形,且第二电极形貌依赖于第一电极决定,与第一电极呈互补态;
8、所述的微纳间隙尺寸由第一电极厚度、第二电极厚度以及沉积角度共同决定。
9、本专利技术的有益效果:通过控制第一电极的沉积厚度以及第二电极斜沉积时的角度和厚度来控制两电极间的间隙大小,具有以下优点:
10、1、本专利技术通过控制第一、二电极的沉积厚度以及沉积角度即可调节微纳间隙尺寸,可实现十纳米-微米级可控间隙的制备,控制精度可达纳米级,无需依赖昂贵的纳米加工设备,仅需要普通紫外光刻便可实现电极制备,成本低;
11、2、本专利技术可实现不同材料电极的制备,包括但不限于金属、半导体、半金属等材料电极,以及电极形貌可控;
12、3、本专利技术可实现晶圆级的微纳间隙电极制备,适用于微纳间隙电极的大批量生产,重复性一致性好,良品率可达95%以上。
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1.一种面向晶圆级微纳间隙电极制备的斜沉积方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种面向晶圆级微纳间隙电极制备的斜沉积方法,其特征在于,第二电极形貌依赖于第一电极,且与第一电极形貌呈互补态。
3.根据权利要求2所述的一种面向晶圆级微纳间隙电极制备的斜沉积方法,其特征在于,第一电极与第二电极的形貌包括但不限于平面形、三角形、锯齿形、圆弧形。
4.根据权利要求3所述的一种面向晶圆级微纳间隙电极制备的斜沉积方法,其特征在于,所述衬底材料包括但不限于绝缘材料、半导体材料、导电材料。
5.根据权利要求4所述的一种面向晶圆级微纳间隙电极制备的斜沉积方法,其特征在于,当采用绝缘材料做衬底,则通过在衬底上沉积导电层来制备第一电极。
6.根据权利要求4所述的一种面向晶圆级微纳间隙电极制备的斜沉积方法,其特征在于,当采用半导体或导电材料做衬底,则由衬底直接制备第一电极。
7.根据权利要求5或6所述的一种面向晶圆级微纳间隙电极制备的斜沉积方法,其特征在于,第一电极与第二电极的材料包括但不限于金属、半导体、半金属。
>8.根据权利要求5或6所述的一种面向晶圆级微纳间隙电极制备的斜沉积方法,其特征在于,第一电极的制备工艺包括但不限于电子束沉积-光刻-离子束刻蚀、光刻-电子束沉积-剥离、光刻-刻蚀。
...【技术特征摘要】
1.一种面向晶圆级微纳间隙电极制备的斜沉积方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种面向晶圆级微纳间隙电极制备的斜沉积方法,其特征在于,第二电极形貌依赖于第一电极,且与第一电极形貌呈互补态。
3.根据权利要求2所述的一种面向晶圆级微纳间隙电极制备的斜沉积方法,其特征在于,第一电极与第二电极的形貌包括但不限于平面形、三角形、锯齿形、圆弧形。
4.根据权利要求3所述的一种面向晶圆级微纳间隙电极制备的斜沉积方法,其特征在于,所述衬底材料包括但不限于绝缘材料、半导体材料、导电材料。
5.根据权利要求4所述的一种面向晶圆级微纳间隙电极制...
【专利技术属性】
技术研发人员:李沫,李越,张健,赵海全,陈飞良,
申请(专利权)人:电子科技大学,
类型:发明
国别省市:
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