[發(fā)明專利]平面帶

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980111501.4
• 申請(qǐng)日: 2009-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN102007068A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 托馬斯·赫茲-赫爾默特·阿爾特巴梅爾;斯蒂芬·戴;克里斯蒂安·郎;彼德·內(nèi)爾·泰勒;約內(nèi)山·漢夫納恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 夏普株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B82B3/00
• 分類號(hào): B82B3/00;B82B1/00;H01L29/06
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王波波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及具有高縱橫比的結(jié)構(gòu)從實(shí)質(zhì)上非平面配置到實(shí)質(zhì)上平面布置的轉(zhuǎn)換。本發(fā)明具體涉及包含低維度結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)從實(shí)質(zhì)上非平面配置到實(shí)質(zhì)上平面布置的轉(zhuǎn)換。要求上述平面配置使用處理技術(shù)對(duì)上述結(jié)構(gòu)的特性進(jìn)行慎重的修改，所述處理技術(shù)是無法應(yīng)用的或者至少?gòu)?qiáng)加了很大的技術(shù)挑戰(zhàn)。?

背景技術(shù)

為了簡(jiǎn)單起見，本發(fā)明關(guān)注于實(shí)質(zhì)上垂直于襯底表面而延伸以大縱橫比創(chuàng)建的結(jié)構(gòu)的示例(即，這些結(jié)構(gòu)的垂直于襯底表面而延伸的維度比平行于襯底表面而延伸的至少一個(gè)維度大得多)。這些結(jié)構(gòu)的示例包括但不限于諸如納米線、納米柱和納米管或例如待審英國(guó)專利申請(qǐng)0620134.7(英國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)GB2442768A)中描述的鰭型結(jié)構(gòu)之類的低維度伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。?

使用合適的蝕刻掩模和諸如反應(yīng)離子蝕刻之類的減性方法來制造納米柱。由于蝕刻的特性，納米柱將實(shí)質(zhì)上垂直于襯底表面向外延伸。另一方面，通常使用諸如化學(xué)氣相沉積或與合適的金屬催化劑相結(jié)合的分子束外延等加性技術(shù)來制造納米線，并且納米線可以沿若干不同的晶體取向生長(zhǎng)，所述晶體取向由上面形成有該納米線的襯底的晶體取向來確定。然而，可再現(xiàn)的并且良好受控的納米線生長(zhǎng)通常與有且只有一個(gè)生長(zhǎng)方向的抑制相關(guān)聯(lián)。在硅納米線從(111)硅表面生長(zhǎng)的情況下，四個(gè)可能的[111]生長(zhǎng)方向中只有一個(gè)生長(zhǎng)方向垂直于硅表面延伸，對(duì)工藝條件的高度控制通常由與襯底表面高度垂直的一個(gè)占優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)方向來反映。在形成上述結(jié)構(gòu)之后，通常希望與光刻技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用以下技術(shù)中的至少一種技術(shù)來修改上述結(jié)構(gòu)的特性，以便得到具體器件(例如，晶體管、二極管、傳感器、激光器或發(fā)光器件)：?

1.加性(例如，沉積、轉(zhuǎn)印)?

●沉積方法包括但不限于直接或間接的熱蒸發(fā)、濺射沉積、化學(xué)氣相沉積、旋涂、以及噴墨印刷。?

●轉(zhuǎn)印方法包括干轉(zhuǎn)印方法(如，基于戳的轉(zhuǎn)印和器件接合)以及濕轉(zhuǎn)印方法，在濕轉(zhuǎn)印方法中，從溶液中發(fā)生所需結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)印。?

2.減性(例如，蝕刻、濺射、溶解)?

●蝕刻包括濕化學(xué)蝕刻和干法蝕刻(例如，反應(yīng)離子蝕刻)。干法蝕刻技術(shù)可以與濺射技術(shù)相結(jié)合。?

●濺射包括離子銑削。?

3.選擇性(例如，自組裝、化學(xué)功能化、局部加熱、局部暴露于顆粒、局部暴露于機(jī)械應(yīng)力)?

●局部加熱的發(fā)生可以是由于局部地暴露于能量源(例如，聚焦的激光束、使用掩模的選擇性暴露)，或者是由于伸長(zhǎng)低維度結(jié)構(gòu)或伸長(zhǎng)低維度結(jié)構(gòu)中的段的能量吸收特性。?

●化學(xué)功能性可以利用由材料成分限定的伸長(zhǎng)低維度結(jié)構(gòu)的具體表面性質(zhì)。?

●顆粒的局部暴露除了包括上述光刻方法以外還包括聚焦離子束的使用。局部暴露于機(jī)械應(yīng)力包括壓印技術(shù)。?

注意，上述許多技術(shù)要求或受益于平面器件配置(各向同性蝕刻劑和溶劑的使用、保形涂覆技術(shù)、熱氧化技術(shù)除外)以及包括最常用的光刻法在內(nèi)的絕大多數(shù)光刻技術(shù)。?

此外，可能希望應(yīng)用上述技術(shù)中的任何技術(shù)以在與上面形成有可轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的襯底不同的合適襯底上得到所需的器件。這將要求應(yīng)用轉(zhuǎn)印方法，如，基于戳的轉(zhuǎn)印或直接器件接合，對(duì)于這一點(diǎn)，結(jié)構(gòu)的平面配置是優(yōu)選的。?

如果上面形成有結(jié)構(gòu)的襯底的特性對(duì)于所需的應(yīng)用沒有益處而所需結(jié)構(gòu)不能被直接制造在所需的最終襯底上以實(shí)現(xiàn)單片式集成，典型地則要求這種轉(zhuǎn)印。單片集成可能并不可行，因?yàn)閱纹煽赡茉?技術(shù)上不可實(shí)現(xiàn)或者不節(jié)約成本。?

單片集成可能是一種不節(jié)約成本的選擇的示例是MEMS傳感器上互補(bǔ)-金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)接口的單片集成，這通常要求經(jīng)過昂貴的不會(huì)覆蓋整個(gè)襯底區(qū)域的CMOS工藝。?

單片集成可能在技術(shù)上并不切實(shí)可行，這是因?yàn)橐谏厦婕善骷囊r底無法承受工藝條件(例如，高溫度階躍)，或者不能以足夠好的質(zhì)量將所需的材料沉積到前述襯底上(例如，由于結(jié)構(gòu)上不兼容)，或者工藝流程可能與先前制造在接收襯底上的器件不兼容(例如，在前述器件的鍍金屬之后的高溫階躍或者污染問題)。?

顯示技術(shù)是結(jié)構(gòu)不兼容性與玻璃襯底的低溫度預(yù)算抑制在無定形玻璃襯底上形成單晶半導(dǎo)體的示例，這有利于集成具有不同功能的高性能半導(dǎo)體器件。這些器件的示例包括在諸如玻璃襯底或塑料襯底(可以是柔性的)等透明襯底上的npn晶體管和pnp晶體管(例如，以形成互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)電路)、壓力傳感器(例如，觸覺式界面)、光傳感器(例如，用于使顯示器適于環(huán)境照明條件)以及最后但不是最不重要的紅色、綠色和藍(lán)色發(fā)光器件(LED)(例如，用于發(fā)射性顯示器)。?