[發明專利]一種在（111）型硅片表面制備納米結構的方法

無效

• 申請號: 201110297803.4
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN102437017A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 金欽華;俞驍;李鐵;王躍林
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;C30B33/08;B82Y40/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 潘振甦

技術領域

本發明涉及一種自上而下制備單晶硅納米結構的方法，更確切地說本發明涉及一種在(111)型硅片表面制備納米結構的方法，屬于納米技術領域。

背景技術

隨著納米科學技術的發展，材料的納米結構因為常常表現出與其宏觀狀態下不同的特性而越來越受到研究者重視，人們希望通過對納米結構展開諸如電學、熱學、光學以及力學等性能的研究，從而能更好的理解納米尺度下的各種效應，實現更深層次的理解材料微觀結構與其性質之間的關系，并且因此設計制造出具有更優異性能的應用器件。

目前制備納米線的方法有兩類，第一類是自下而上的方法(bottom-up)(Xia?Y.，Yang?P.，Sun?Y.，W，Y.，Mayers?B.，Gates?B.，Yin?Y.，Kim?F.，Yan?H.，One-Dimensional?Nanostructures：Synthesis，Characterization，and?Applications，Adv.Mater.，2003，15，353-389.)，即通過聚集原子、原子團，定位(或者隨機)生長出所需材料的納米結構，包括各種化學催化生長技術。第二類是自上而下的方法(top-down)(Juhasz?R.，Elfstrom?N.and?Linnros?J.，Controlled?fabrication?of?SiNWs?by?electron?beam?lithography?and?electrochemical?size?reduction，Nano?Lett.，2005，5，275-80.)，即通過定位去除材料上不需要的部分，留下符合設計的納米結構，包括電子束直寫、深紫外光刻等納米刻蝕技術。自下而上制備工藝原理簡單，但需要專用的生長設備與技術條件，而且往往生長形狀隨機性較大，在與功能器件的集成方面也有很大的局限性；自上而下制備納米結構對于功能器件結構具有很高的定位性以及尺寸形狀可控性，但常規的制備工藝往往昂貴費時，也不甚適用于微納集成工藝。

近年來，利用(100)SOI硅片表層硅的各向異性濕法腐蝕形成的單晶硅傾斜表面的氧化，形成尺度小、準直性好的掩模，或用傾斜刻蝕槽形結構內金屬薄膜形成納米線寬的掩膜，從而制備出線徑僅為幾十納米的單晶硅納米線是新發展的巧妙的可實現大規模制備高質量硅納米線的技術[1]劉文平，李鐵，楊恒，焦繼偉，李昕欣，王躍林，基于MEMS工藝制作的硅納米線及其電學性質，半導體學報，2006，27，1645-1649；[2]Hien?Duy?Tong，Songyue?Chen，Wilfred?G?van?der?Wiel，Edwin?T.Carlen，and?Albert?van?den?Berg，Novel?top-down?wafer-scale?fabrication?of?single?crystal?silicon?nanowires，Nano?Lett.，2009，9，1015-1022。但這種方法所需的SOI硅片材料昂貴，制備成本較高，制備對象往往也只是單一的納米線結構，因此，本發明擬從另一角度提出一種制備納米結構的方法，以克服現有技術存在的缺點，試圖用更低成本、更多樣化納米結構的制備方法，必將具有應用前景

發明內容