[發明專利]一種制備三維微納器件的方法

有效

• 申請號: 200910243010.7
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN102107847A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 李無瑕;顧長志
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B82B3/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

1.一種制備三維微納器件的方法，其特征在于：包括下列步驟：

(1)樣品放置與固定：

(i)若襯底是具有表面絕緣薄膜層的導電襯底，用導電物質從襯底背面將其固定在樣品托上；

(ii)若襯底是具有表面導電層的電絕緣襯底，將樣品固定在樣品托上后，再用導電物質將樣品表面與樣品托連接.將固定于樣品托上的樣品放入雙束SEM/FIB或單束FIB腔體內的樣品臺上，然后對樣品臺實行一定角度的傾斜，使FIB垂直于襯底入射；

(2)自由站立的三維微納材料的圖形觀測：

移動樣品臺，用SEM或低束流離子流進行圖形觀測，找到需要形成電極接觸的自由站立微納材料及其自由端的位置，并測量其尺寸；

(3)襯底平面內電極接觸塊及/或連線的生長：

a)在生長自由站立微納材料前，采用傳統的光刻、電子束曝光或聚焦離子束沉積方法形成襯底平面內的大電極接觸塊與連線；

b)對于自由站立微納材料生長前沒有任何電極接觸的情況，根據材料的位置，采用聚焦離子束，原位生長電極接觸塊與/或電極引線；

(4)三維電極接觸及連線的制作：

對自由站立微納材料形成三維電極接觸與連線；

(5)襯底上殘余沉積的清除：

將樣品臺傾斜一定的角度，使離子束以一定的角度側向入射，使步驟4)中加工的三維結構的正下方完全無遮擋的暴露在FIB視場中；然后設定掃描區域，將三維結構下方的殘余沉積去除；

(6)得成品。

2.如權利要求1所述的制備三維微納器件的方法，其特征在于：所述步驟(3)中的a)步，當自由站立微納材料的自由端的投影與接觸塊間的距離較遠時，需用FIB生長一連接線將兩者間的距離縮短，包括步驟：(i)獲取待加工的自由站立微納材料與電極接觸塊的FIB圖像；(ii)利用設備的圖形發生器軟件生成需要加工的連接線圖形，確定其位置；(iii)引入金屬有機物氣態分子源；(iv)打開FIB掃描沉積金屬連線，連線的一端應與自由站立微納材料的自由端投影相接近，另一端連接大的電極接觸塊。

3.如權利要求1所述的制備三維微納器件的方法，其特征在于：所述步驟(3)中的b)步，包括步驟：(i)獲取待加工的自由站立微納材料與電極接觸塊的FIB圖像；(ii)利用設備的圖形發生器軟件生成需要加工的連接線圖形，確定其位置；(iii)引入金屬有機物氣態分子源；(iv)打開FIB掃描，原位生長電極接觸塊與/或電極引線。

4.如權利要求1所述的制備三維微納器件的方法，其特征在于：所述步驟(4)分別通過以下方法實現：

(i)靜電位移法，設定一特定的掃描區域后，引入金屬有機物氣態分子源，開始FIB掃描并采用靜電偏壓對離子束以一定的速度連續的偏轉位移以獲得三維結構；

(ii)圖形掃描法，通過設備程序控制離子束掃描的掃描時間與區域來生長連續的三維結構；

(iii)精確控制樣品臺位移法，通過樣品臺的連續移動來改變離子束在襯底上掃描的相對位置，以形成三維結構。

5.如權利要求4所述的制備三維微納器件的方法，其特征在于：所述步驟(ii)，利用設備的圖形發生器軟件生成需要加工的圖形系列，根據特定生長條件下的生長速率，精確設定前一圖形掃描區域與相繼的后一掃描區域的重合系數與掃描時間來獲得連續的三維結構。