一种在（111）型硅片上制作单晶硅纳米长针尖的方法技术

本发明专利技术提供一种在（111）型硅片上制作单晶硅纳米长针尖的方法，包括：于硅片表面制作至少具有3个两两相邻的刻蚀窗口的掩膜图形；将各该刻蚀窗口下方的硅片用ICP干法刻蚀至一预设深度；各向异性湿法腐蚀，使两两相邻的3个腐蚀槽的交界处形成由上锥部、下锥部及连接部组成的沙漏结构；采用自限制氧化工艺，形成氧化硅及藉由硅纳米线结构连接的上硅锥体结构及下硅锥体结构；去除氧化硅及上硅锥体结构，形成单晶硅纳米长针尖。本发明专利技术可用于制作纳米探针阵列，只需要常规的MEMS工艺，通过ICP干法刻蚀、各向异性湿法腐蚀和氧化工艺即可制作出针尖直径在10~100nm，长度在0.1~100μm，集成度高，可规模化生产的纳米探针，其成本低廉，制作方便，可应用于纳米探针领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体结构的制作方法，特别是涉及一种在(111)型硅片上制作单晶硅纳米针尖的方法。
技术介绍
1959年诺贝尔得主Richard Feynman在加州理工学院美国物理年会作了“There's Plenty of Room at the Bottom”的演讲,其中阐述了其关于纳米技术的理论和原则，提出了这些技术将如何改变世界，标志着纳米技术的产生。与大尺度材料相比，纳米尺度(0.Γ ΟΟηπι)的器件和材料有着特别而仙猪的区别。从1990在IBM实验室中产生的第一个纳米制造试验至今，纳米技术得到了急速的发展，已然成为近20年来突破发展最快的技术之一。纳米探针作为纳米技术的其中一种应用模型，已经在物理、化学和生物等领域得到了广泛的应用和研究，可用于制造多种纳米传感器，尤其在生物领域，纳米尺度的探针被极其广泛的应用于提取和转移细胞内物质如DNA或用于探测细胞电信号的电极，其尺度上的优势是传统技术无法比拟的。目前制备纳米探针的技术多种多样，其中多以碳纳米管(CNT)沉积为主，即利用FIB沉积一层Pt作探针后在其上通过电沉积形成CNT做针尖，这类方法制作的纳米探针在尺寸上可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在（111）型硅片上制作单晶硅纳米长针尖的方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：1）提供一（111）型硅片，于该硅片表面制作至少具有3个两两相邻的刻蚀窗口的掩膜图形；2）采用ICP干法刻蚀工艺，将各该刻蚀窗口下方的硅片刻蚀至一预设深度；3）对各该刻蚀窗口下方的硅片进行各向异性湿法腐蚀，形成上下表面为六边形的多个腐蚀槽，且相邻的3个腐蚀槽的交界处形成由上锥部、下锥部及连接部组成的沙漏结构；4）采用自限制氧化工艺对上述所得结构进行热氧化，使所述沙漏结构的连接部逐渐氧化以于其内部形成硅纳米线结构，且使所述上锥部、下锥部表面逐渐氧化以分别于所述上锥部及下锥部内部形成藉由所述硅纳米线结构连接的...

【技术特征摘要】
1.一种在(111)型硅片上制作单晶硅纳米长针尖的方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤: 1)提供一(111)型硅片，于该硅片表面制作至少具有3个两两相邻的刻蚀窗口的掩膜图形； 2)采用ICP干法刻蚀工艺，将各该刻蚀窗口下方的硅片刻蚀至一预设深度； 3)对各该刻蚀窗口下方的硅片进行各向异性湿法腐蚀，形成上下表面为六边形的多个腐蚀槽，且相邻的3个腐蚀槽的交界处形成由上锥部、下锥部及连接部组成的沙漏结构； 4)采用自限制氧化工艺对上述所得结构进行热氧化，使所述沙漏结构的连接部逐渐氧化以于其内部形成硅纳米线结构，且使所述上锥部、下锥部表面逐渐氧化以分别于所述上锥部及下锥部内部形成藉由所述硅纳米线结构连接的上硅锥体结构及下硅锥体结构； 5)去除所述连接部、上锥部及下锥部表面的氧化硅，形成藉由所述硅纳米线结构连接的上硅锥体结构及下硅锥体结构； 6)去除所述上硅锥体结构，形成下硅锥体结构及硅纳米线结构相连的单晶硅纳米长针尖。2.根据权利要求1所述的在(111)型硅片上制作单晶硅纳米长针尖的方法，其特征在于: 步骤3)中相邻的两个腐蚀槽之间具有与所述沙漏结构相连的薄壁结构；步骤4)在进行自限制氧化工艺时还同时将所述薄壁结构氧化成氧化硅；步骤5)中在去除氧化硅时还同时将所述薄壁结构去除 。3.根据权利要求2所述的在(111)型硅片上制作单晶硅纳米长针尖的方法，其特征在于:所述薄壁结构与所述娃片上表面的夹角为69.5° 71.5°。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铁，俞骁，张啸，王跃林，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：