【技术实现步骤摘要】
本申请实施例涉及电子制造领域，具体而言，涉及一种基于过度曝光的硅柱结构及其制备方法。
技术介绍
1、由于微米柱、纳米柱存在约束效应和最大表面积效应，在许多新兴技术中发挥关键作用，在电子学、光学、化学合成与催化、生物传感等领域均有广泛应用。硅柱结构具有与cmos(complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体)工艺兼容的优点，因此在mems(micro-electromechanical system，微机电系统)等领域备受青睐。
2、然而，现有的硅柱结构的制备方法中，在制备尺寸较小的硅柱结构时，一方面电子束光刻旋涂的掩膜的厚度相较于常规厚度更小，另一方面受刻蚀选择比的限制，需要制备金属掩膜以供图形的转移，这使得制备高特征比的硅柱结构的工艺复杂性和工艺成本较高。因此，如何降低高特征比的硅柱结构制备工艺的复杂度和工艺成本，成为本领域当前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本申请实施例在于提供一种基于过度曝光的硅柱结构及其制备方法，旨在解决如何降低高特征比的硅柱结构制备工艺的复杂度和工艺成本的问题。
2、本申请实施例第一方面提供一种基于过度曝光的硅柱结构制备方法，所述制备方法包括：
3、提供硅基衬底；
4、在所述硅基衬底的一侧形成掩膜层，所述掩膜层包括沿行方向和列方向阵列排布的多个第一区域，以及围绕所述第一区域的第二区域；
5、基于激光直写的光刻工艺对所述掩膜层进行过度曝光处
6、基于所述多个第一结构对所述硅基衬底靠近所述掩膜层的一侧进行刻蚀，形成与所述多个第一结构对应的多个硅柱。
7、在一种可选的实施方式中，所述基于激光直写工艺对所述掩膜层进行过度曝光处理，形成与所述多个第一区域对应的多个第一通孔，包括：
8、基于所述激光直写的光刻工艺，对所述多个第一区域进行过度曝光处理，以去除所述第一区域的掩膜材料，以及相邻第一区域之间的部分掩膜材料，形成所述多个第一通孔，其中，所述第一结构包括沿第一方向的相邻两个第一通孔之间的掩膜材料，所述第一方向为平行于第一区域对角线的方向。
9、在一种可选的实施方式中，所述基于所述多个第一结构对所述硅基衬底靠近所述掩膜层的一侧进行刻蚀，形成与所述多个第一结构对应的多个硅柱，包括：
10、对所述硅基衬底靠近所述掩膜层的一侧进行深硅刻蚀，以使所述第一通孔沿第二方向的深度增加，形成多个盲孔，相邻盲孔之间形成所述多个硅柱，所述第二方向为所述硅基衬底指向所述掩膜层的方向。
11、在一种可选的实施方式中，所述掩膜层为光刻胶层。
12、在一种可选的实施方式中，所述掩膜层包括层叠设置的光刻胶层和金属层，所述金属层设置在所述硅基衬底的一侧，所述光刻胶层设置在所述金属层背离所述硅基衬底的一侧。
13、在一种可选的实施方式中，所述硅柱沿第二方向的高度大于或等于15μm，所述硅柱的直径小于或等于1μm，所述第二方向为所述硅基衬底指向所述掩膜层的方向。
14、在一种可选的实施方式中，所述第一区域在所述硅基衬底上的正投影形状为矩形。
15、在一种可选的实施方式中，所述第一通孔沿所述行方向的宽度与所述第一区域沿所述行方向的宽度之比大于或等于2：1，且小于或等于(√2+1)：1。
16、在一种可选的实施方式中，所述第一区域沿所述行方向或所述列方向的宽度小于或等于2μm；相邻第一区域之间沿所述行方向或所述列方向的间隙宽度，与所述第一区域沿所述行方向或所述列方向的宽度相同。
17、本申请实施例第二方面提供一种基于过度曝光的硅柱结构，所述硅柱结构为采用第一方面中任意一项所述的基于过度曝光的硅柱结构制备方法进行制备得到的。
18、有益效果：
19、本申请提供一种基于过度曝光的硅柱结构及其制备方法，所述制备方法包括：提供硅基衬底；在所述硅基衬底的一侧形成掩膜层，所述掩膜层包括沿行方向和列方向阵列排布的多个第一区域，以及围绕所述第一区域的第二区域；基于激光直写工艺对所述掩膜层进行过度曝光处理，形成与所述多个第一区域对应的多个第一通孔，所述多个第一通孔贯穿所述掩膜层，其中，相邻第一通孔沿所述行方向和所述列方向的侧壁部分连通，以在所述第二区域形成阵列排布的多个第一结构；基于所述多个第一结构对所述硅基衬底靠近所述掩膜层的一侧进行刻蚀，形成与所述多个第一结构对应的多个硅柱。本申请采用激光直写的光刻工艺对掩膜层进行曝光处理，降低了对光刻精度的要求，且通过过度曝光的方式形成多个更小尺寸的第一结构，从而基于第一结构刻蚀得到高特征比的硅柱，有效降低了制备高特征比的硅柱结构的工艺复杂性和工艺成本。
20、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
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1.一种基于过度曝光的硅柱结构制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于过度曝光的硅柱结构制备方法，其特征在于，所述基于激光直写工艺对所述掩膜层进行过度曝光处理，形成与所述多个第一区域对应的多个第一通孔，包括：
3.根据权利要求1所述的基于过度曝光的硅柱结构制备方法，其特征在于，所述基于所述多个第一结构对所述硅基衬底靠近所述掩膜层的一侧进行刻蚀，形成与所述多个第一结构对应的多个硅柱，包括：
4.根据权利要求1所述的基于过度曝光的硅柱结构制备方法，其特征在于，所述掩膜层为光刻胶层。
5.根据权利要求1所述的基于过度曝光的硅柱结构制备方法，其特征在于，所述掩膜层包括层叠设置的光刻胶层和金属层，所述金属层设置在所述硅基衬底的一侧，所述光刻胶层设置在所述金属层背离所述硅基衬底的一侧。
6.根据权利要求1所述的基于过度曝光的硅柱结构制备方法，其特征在于，所述硅柱沿第二方向的高度大于或等于15μm，所述硅柱的直径小于或等于1μm，所述第二方向为所述硅基衬底指向所述掩膜层的方向。
7.根据权利要
8.根据权利要求1所述的基于过度曝光的硅柱结构制备方法，其特征在于，所述第一通孔沿所述行方向的宽度与所述第一区域沿所述行方向的宽度之比大于或等于2：1，且小于或等于(√2+1)：1。
9.根据权利要求1所述的基于过度曝光的硅柱结构制备方法，其特征在于，所述第一区域沿所述行方向或所述列方向的宽度小于或等于2μm；相邻第一区域之间沿所述行方向或所述列方向的间隙宽度，与所述第一区域沿所述行方向或所述列方向的宽度相同。
10.一种基于过度曝光的硅柱结构，其特征在于，所述硅柱结构为采用权利要求1-9任意一项所述的基于过度曝光的硅柱结构制备方法进行制备得到的。
...【技术特征摘要】
1.一种基于过度曝光的硅柱结构制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于过度曝光的硅柱结构制备方法，其特征在于，所述基于激光直写工艺对所述掩膜层进行过度曝光处理，形成与所述多个第一区域对应的多个第一通孔，包括：
3.根据权利要求1所述的基于过度曝光的硅柱结构制备方法，其特征在于，所述基于所述多个第一结构对所述硅基衬底靠近所述掩膜层的一侧进行刻蚀，形成与所述多个第一结构对应的多个硅柱，包括：
4.根据权利要求1所述的基于过度曝光的硅柱结构制备方法，其特征在于，所述掩膜层为光刻胶层。
5.根据权利要求1所述的基于过度曝光的硅柱结构制备方法，其特征在于，所述掩膜层包括层叠设置的光刻胶层和金属层，所述金属层设置在所述硅基衬底的一侧，所述光刻胶层设置在所述金属层背离所述硅基衬底的一侧。
6.根据权利要求1所述的基于过度曝光的硅柱结构制备方法，其特征在于，所...
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