【技术实现步骤摘要】
本公开涉及器件制备领域，尤其涉及一种微纳结构制备方法。
技术介绍
1、高深宽比微纳结构是微纳加工技术中的典型结构设计形式，广泛应用于mems领域、光子晶体研究领域、集成电路领域等。高深宽比结构在相同基底面积下具备更大的垂直维度空间，可以显著提高器件的性能，为半导体器件发展提供更多的可能性。
2、刻蚀作为微纳制造工艺中关键技术，常被用于高深宽比微结构的加工。刻蚀是采用化学或物理方法有选择的去除不需要的材料或部分的过程，可以分为有图形刻蚀和无图形刻蚀。其中，有图形刻蚀采用掩膜层来定义要刻蚀掉的表面材料区域，未被掩膜覆盖的部分在刻蚀过程中被刻掉。有图形刻蚀一般利用光刻胶、金属、氧化硅或氮化硅等材料作为掩膜。其中，光刻胶抗刻蚀能力差，一般刻蚀选择比较低。在制备高深宽比结构时，所用光刻胶的厚度需较薄，在长时间的刻蚀过程中光刻胶不足以满足刻蚀要求。以金属为掩膜进行刻蚀虽然具有较高的刻蚀选择比，但刻蚀过程中，金属掩膜在高能粒子的轰击下会产生溅射，形成微掩膜，造成刻蚀表面粗糙化；同时，由于金属颗粒较大会导致掩膜边缘整齐度较差，侧壁的光滑程度也相对较差，且金属掩膜不易清洗，增加了工艺复杂性。以氧化硅或氮化硅作为掩膜进行刻蚀的主要劣势为：对下一层材料的选择比较低，使之难以应用于高深宽比微结构的加工；掩膜边缘厚度相对较薄，很容易在刻蚀中由于不能起到完全掩蔽作用而在刻蚀端面的顶部形成较大的“肩”；难以通过剥离(lift-off)工艺制备掩膜，而利用刻蚀方法制备的掩膜边缘也相对粗糙。
3、因此，如何制造侧壁光滑、陡直，且深达几微米
技术实现思路
1、有鉴于此，本公开提供了一种微纳结构制备方法，包括：在衬底上生长样品层，所述样品层用于制备所述微纳结构；在所述样品层上旋涂抗蚀剂；去除部分抗蚀剂，所述抗蚀剂的去除部分与所述微纳结构的图形对应；在所述抗蚀剂表面淀积al2o3薄膜，将所述抗蚀剂与所述抗蚀剂表面的al2o3薄膜剥离，所述样品层的表面形成al2o3掩膜，所述样品层未被al2o3掩膜覆盖的部分用于所述微纳结构的刻蚀；根据所述al2o3掩膜对所述样品层进行刻蚀，去除所述al2o3掩膜，得到所述微纳结构。
2、可选地，所述在所述样品层上旋涂抗蚀剂，包括：清洗所述样品层；在所述样品层上以预设转速旋涂抗蚀剂；将旋涂抗蚀剂后的所述样品层进行前烘。
3、可选地，所述去除部分抗蚀剂包括：对所述抗蚀剂进行曝光与显影，将所述微纳结构的版图图形转移到抗蚀剂上，所述抗蚀剂的去除部分用于形成所述al2o3掩膜。
4、可选地，所述微纳结构图形的转移方法包括电子束曝光法、离子束曝光法、深紫外光刻法、极紫外光刻法、纳米压印法、x射线光刻法、激光直写光刻法或全息光刻法。
5、可选地，所述al2o3薄膜的淀积方法包括热蒸发法、电子束蒸发法、脉冲激光源蒸发淀积法、磁控溅射法、直流溅射法、射频溅射法、离子束溅射法或原子层沉积法。
6、可选地，所述样品层刻蚀的刻蚀方法包括电感耦合等离子体刻蚀法、反应离子刻蚀法、离子束刻蚀法、等离子体刻蚀法、溅射与离子铣刻蚀法或湿法刻蚀法。
7、可选地，所述al2o3掩膜的形成方法采用lift-off工艺。
8、可选地，所述al2o3掩膜的去除方法包括热磷酸去除法或铝刻蚀剂去除法。
9、可选地，所述样品层的材料包括硅、锗、硅锗、砷化镓、锑化铟、磷化铟、磷化镓、砷化镓、氮化镓、碳化硅、碲化镉或碲化汞。
10、可选地，所述抗蚀剂包括电子束胶、离子束光刻胶、深紫外光刻胶、极紫外光刻胶或x射线光刻胶。
11、在本公开实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
12、1、本公开利用al2o3为掩膜制备微纳结构，al2o3材料对f基和cl基气体的抗刻蚀度较高，刻蚀选择比可以达到300:1；
13、2、本公开可以实现百纳米以下图形的高精度转移，以al2o3为材料配合电子束曝光以及lift-off工艺，可以制备高精度且边缘光滑的掩膜，刻蚀形貌好，侧壁光滑陡直，从而能够制造高深宽比、高精度的微纳结构，深宽比可达到icp设备的极限，工艺简单。
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1.一种微纳结构制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的微纳结构制备方法，其特征在于，所述在所述样品层（2）上旋涂抗蚀剂（3），包括：
3.根据权利要求1所述的微纳结构制备方法，其特征在于，所述去除部分抗蚀剂（3）包括：
4.根据权利要求3所述的微纳结构制备方法，其特征在于，所述微纳结构的版图图形的转移方法包括电子束曝光法、离子束曝光法、深紫外光刻法、极紫外光刻法、纳米压印法、X射线光刻法、激光直写光刻法或全息光刻法。
5.根据权利要求1所述的微纳结构制备方法，其特征在于，所述Al2O3薄膜（4）的淀积方法包括热蒸发法、电子束蒸发法、脉冲激光源蒸发淀积法、磁控溅射法、直流溅射法、射频溅射法、离子束溅射法或原子层沉积法。
6.根据权利要求1所述的微纳结构制备方法，其特征在于，所述样品层（2）刻蚀的刻蚀方法包括电感耦合等离子体刻蚀法、反应离子刻蚀法、离子束刻蚀法、等离子体刻蚀法、溅射与离子铣刻蚀法或湿法刻蚀法。
7.根据权利要求1所述的微纳结构制备方法，其特征在于，所述Al2O3掩膜（5）的形成方法
8.根据权利要求1所述的微纳结构制备方法，其特征在于，所述Al2O3掩膜（5）的去除方法包括热磷酸去除法或铝刻蚀剂去除法。
9.根据权利要求1所述的微纳结构制备方法，其特征在于，所述样品层（2）的材料包括硅、锗、硅锗、砷化镓、锑化铟、磷化铟、磷化镓、砷化镓、氮化镓、碳化硅、碲化镉或碲化汞。
10.根据权利要求1所述的微纳结构制备方法，其特征在于，所述抗蚀剂（3）包括电子束胶、离子束光刻胶、深紫外光刻胶、极紫外光刻胶或X射线光刻胶。
...【技术特征摘要】
1.一种微纳结构制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的微纳结构制备方法，其特征在于，所述在所述样品层（2）上旋涂抗蚀剂（3），包括：
3.根据权利要求1所述的微纳结构制备方法，其特征在于，所述去除部分抗蚀剂（3）包括：
4.根据权利要求3所述的微纳结构制备方法，其特征在于，所述微纳结构的版图图形的转移方法包括电子束曝光法、离子束曝光法、深紫外光刻法、极紫外光刻法、纳米压印法、x射线光刻法、激光直写光刻法或全息光刻法。
5.根据权利要求1所述的微纳结构制备方法，其特征在于，所述al2o3薄膜（4）的淀积方法包括热蒸发法、电子束蒸发法、脉冲激光源蒸发淀积法、磁控溅射法、直流溅射法、射频溅射法、离子束溅射法或原子层沉积法。
6.根据权利要求1所述的微纳结构制备方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：靳晨阳，颜伟，康亚茹，李兆峰，王晓东，杨富华，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：
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