一种硅纳米线阵列的制备方法技术

本发明专利技术提供一种硅纳米线阵列的制备方法，包括：提供一个轻掺杂的硅衬底；依次外延生长一层第一掺杂浓度的硅层和一层第二掺杂浓度的硅层，并重复上述步骤2遍；光刻定义硅纳米线以及硅纳米线支撑区域的图形；刻蚀所述单晶硅衬底上第一和第二掺杂浓度的硅层；经选择性腐蚀，形成悬空的硅纳米线阵列。本发明专利技术的制备方法，采用自顶向下的方法制备出纵向排列的硅纳米线阵列，与传统集成电路加工工艺相兼容，提高了硅纳米线的密度，从而有效提高硅片的利用效率，降低了制造成本，有利于大批量生产开发，可广泛应用于纳米传感器或电子器件中。

【技术实现步骤摘要】
一种硅纳米线阵列的制备方法
本专利技术涉及集成电路制造
，特别涉及一种硅纳米线阵列的制备方法。
技术介绍
随着纳米科技领域的不断发展，纳米科技越来越受到人们的重视，同时一维纳米材料，特别是硅纳米线，引起了人们越来越多的关注。由于具有显著的量子效应、超大的比表面积等特性，硅纳米线在电子器件、生物传感器等领域有着良好的应用前景。如何能够找到一种简单、可控和低成本的方法制备硅纳米线已经成为一项重要的课题。硅纳米线的制备方法主要可以分为“自底向上”（bottom-up）和“自顶向下”（top-down）两大类。自底向上的方法主要是依靠纳米技术，利用催化剂催化生长纳米线。该方法虽然可以一次性大批量生产出硅纳米线，但是很难实现纳米线的定位生长，并且和传统的自顶向下的CMOS集成电路加工工艺方式有着本质的区别，兼容性可能会成为阻碍其应用的一块绊脚石。而随着半导体工艺技术水平的不断进步，依靠薄膜制备、光刻与刻蚀等技术制备硅纳米线的自顶向下的方法越来越成熟。目前，人们已经公布了多种采用自顶向下的方式制备硅纳米线。譬如，基于单晶硅衬底，田豫小组通过电子束曝光定义硅纳米线宽度，采用干法和湿法刻蚀硅衬本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅纳米线阵列的制备方法，其特征在于，包括：步骤S01：提供一个轻掺杂的硅衬底；步骤S02：依次在所述硅衬底表面外延生长一层第一掺杂浓度的硅层和一层第二掺杂浓度的硅层；步骤S03：在所述第二掺杂浓度的硅层上重复步骤S02；步骤S04：在所述第二掺杂浓度的硅层上涂覆一层光刻胶，利用光刻版在所述光刻胶上光刻定义硅纳米线以及硅纳米线支撑区域的图形；步骤S05：采用各向异性刻蚀法刻蚀所述第一和二掺杂浓度的硅层，在所述第一和二掺杂浓度的硅层中均形成硅纳米线结构和硅纳米线的支撑区域；步骤S06：采用湿法腐蚀的方法，选择性去除所述第一掺杂浓度的硅层中的所述硅纳米线结构，使得所述第二掺杂浓度的硅层中的所述硅...

【技术特征摘要】
1.一种硅纳米线阵列的制备方法，其特征在于，包括：步骤S01：提供一个轻掺杂的硅衬底；步骤S02：依次在所述硅衬底表面外延生长一层第一掺杂浓度的硅层和一层第二掺杂浓度的硅层；步骤S03：在所述第二掺杂浓度的硅层上重复步骤S02；步骤S04：在所述第二掺杂浓度的硅层上涂覆一层光刻胶，利用光刻版在所述光刻胶上光刻定义硅纳米线以及硅纳米线支撑区域的图形；步骤S05：采用各向异性刻蚀法刻蚀所述第一和二掺杂浓度的硅层，在所述第一和二掺杂浓度的硅层中均形成硅纳米线结构和硅纳米线的支撑区域；步骤S06：采用湿法腐蚀的方法，选择性去除所述第一掺杂浓度的硅层中的所述硅纳米线结构，使得所述第二掺杂浓度的硅层中的所述硅纳米线结构悬空，所述硅纳米线两端受所述支撑区域固定支撑；其中，第一掺杂浓度和第二掺杂浓度的差值至少为二个数量级。2.根据权利要求1所述的硅纳米线阵列的制备方法，其特征在于，所述轻掺杂的硅衬底的掺杂浓度不大于1×1016cm-3。3.根据权利要求1所述的硅纳米线阵列的制备方法，其特征在于，所述第一掺杂浓度的硅层的掺杂浓度至少为1×1017cm-3，厚度为20～50nm，第二掺杂浓度的硅层的掺杂浓度不大于1×1015cm-3，厚度为20～50nm。4.根据权利要求1所述的硅纳米线阵列的制备方法，其特征在于，所述第一掺杂浓度的硅层的掺杂浓度至少为1×1018cm-3，所述第二掺杂浓度的硅层的掺杂浓度为0～1×1014cm-3。5.根据权利要求1所述的硅纳米线阵列的...

【专利技术属性】
技术研发人员：范春晖，王全，
申请(专利权)人：上海集成电路研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：