[發明專利]微納米透鏡片輔助聚光光刻工藝制備有序微納米結構

無效

• 申請號: 201210195658.3
• 申請日: 2012-06-14
• 公開（公告）號: CN102701143A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 吳奎;藍鼎
• 申請（專利權）人: 吳奎;藍鼎
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B7/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于半導體微納加工技術領域，微納米透鏡片膜輔助聚光光刻工藝制備有序微納米結構，完成有序微納圖形轉移。

背景技術

傳統光刻工藝在光刻納米級別圖形上有瓶頸，而采用電子束曝光會使得成本大，且不便于大面積工業化生產。而目前發展起來的微納米球光刻(Nanosphere?Lithography)由于其成本低廉，微納米尺度控制精確等優點受到廣泛重視。但其應用受如下限制：1、圖案單一；2、球間距調整困難；3、大面積產業化制備困難；4、工藝過程重復組裝微納米球使得制備效率低下并且導致質量不可控。

本專利發明了一種微納米透鏡片輔助聚光光刻工藝。工藝主要依靠大面積微納米透鏡片作為聚光掩膜對光刻膠實現微納米級別的曝光。應用這一工藝制備有序微納米結構，在圖形轉移上可控制性高、圖形高度有序、可以得到更多的圖形花樣、操作簡單且便于產業化生產。比如在制備藍寶石、硅、碳化硅納米圖形襯底、量子點、表面等離子體、光子晶體、網孔電極等，廣泛應用于LED，LD，HEMT，太陽能電池、燃料電池雙極板、微流控器件等半導體光電子器件微納米結構的制造過程。

發明內容

本發明用微納米透鏡片輔助聚光光刻工藝制備有序微納米結構，在半導體工藝中實現微納米結構圖形制備，以及圖形轉移。包括以下步驟：

步驟1)在一基底10上涂一層光刻膠11；

步驟2)在光刻膠11上，放置一個微納米透鏡片12；

步驟3)用光照13曝光；

步驟4)顯影之后在光刻膠11表面形成納米網孔；

步驟5)通過濕法或者干法將圖形轉移到基底10；

附圖說明

為使審查員能進一步了解本發明的結構、特征及其目的，以下結合附圖及較佳具體實施例的詳細說明如后，其中：

圖1為本發明的微納米透鏡片輔助聚光光刻工藝制備有序微納米結構；其中10為基底，11為光刻膠，12為微納米透鏡片；

圖2為本發明在為微納米透鏡片的制備方法一示意圖，20為襯底，21單層微納米球；

圖3為本發明微納米透鏡片的制備方法二示意圖，20為襯底，21為單層微納米球，30為膠；

圖4為本發明舉例中制備藍寶石納米圖形襯底的示意圖，10為藍寶石襯底，11為光刻膠，12為微納米透鏡片，13為光照；

圖5為本發明舉例中制備等離子體的示意圖，10為器件，11為光刻膠，12為微納米透鏡片，13為光照，14為金屬量子點；

圖6為本發明舉例中制備量子點的示意圖，10為基片，11為絕緣層，12為光刻膠，13為微納米透鏡片，14為光照，15為半導體量子點；

圖7為本發明舉例中制備光子晶體的示意圖，10為基片，11為介質層，12為光刻膠，13為微納米透鏡片，14為光照，15為半導體納米柱；

圖8為本發明舉例中制備網孔電極的示意圖，10為器件，11為負光刻膠，12為微納米透鏡片，13為光照，14為金屬；

圖9為本發明舉例中微納米陣列器件的示意圖，10為基片，11為絕緣層，12為光刻膠，13為微納米透鏡片，14為光照，15為半導體納米柱器件；

具體實施方式

微納米透鏡片輔助聚光光刻工藝制備有序微納米結構，包括以下步驟：

步驟1)：如圖1(a)所示在一基底10上涂一層光刻膠11；基底10可以為石英、玻璃、藍寶石，硅、鍺等一元半導體，碳化硅、砷化鎵、氮化鎵、碳化硅、磷化銦等III/V族，II/VI族二元、三元或四元半導體材料；氧化鋅、氧化鈦等氧化物半導體材料；可以是單層也可以是多層材料；還可以是OLED、LED、LD、太陽能電池、燃料電池雙極板等半導體光電器件的整體或一部分；帶有石墨烯、碳納米管、ITO、GZO、AZO等作為導電膜材料的器件表面。光刻膠11是對200nm-800nm感光的正膠或者負膠。

步驟2)如圖1(a)所示在光刻膠11上，放置一個微納米透鏡片12；微納米透鏡片12的制備工藝，現列舉以下兩種方法：

方法一：如圖2取一襯底20，在上面覆蓋一單層微納米球21，通過高溫退火形成半球或者凸面球，且和基地結合的牢固，構成一個整體移動透鏡片。襯底20，其材料是雙拋光藍寶石、石英片、硅片、玻璃片、塑料、樹脂、硅膠等有機、無機材料，只要對所曝光波段基本完全透明的介質材料即可。單層微納米球51，可以是聚苯乙烯球、二氧化硅球、PDMS球、氧化鋁球、氯化銫球等能通過自組裝技術排列的單層透明球，直徑為0.1-1um。