[發明專利]一種單晶硅納米線網狀陣列結構的制作方法

有效

• 申請號: 201210514737.6
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN102963862A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 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: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種單晶硅納米線網狀陣列結構的制作方法，其特征在于，所述制作方法至少包括以下步驟：

1）提供一（111）晶面的單晶硅基底，于該單晶硅基底表面制作抗氧化掩膜；

2）采用光刻工藝于所述抗氧化掩膜中形成具有預設形狀的預設排列規則的多個掩膜窗口；

3）采用ICP刻蝕法，將各該掩膜窗口下方的單晶硅刻蝕至一預設深度；

4）對各該掩膜窗口下方的單晶硅進行各向異性濕法腐蝕，形成上下表面為六邊形的多個腐蝕槽，相鄰兩腐蝕槽的側壁間形成單晶硅薄壁；

5）采用自限制氧化工藝對上述所得結構進行熱氧化，使所述單晶硅薄壁逐漸氧化，最后于所述單晶硅薄壁頂部中央區域形成沿單晶硅薄壁長度方向延伸的單晶硅納米線；

6）去除所述抗氧化掩膜及氧化過程中形成的氧化硅，形成單晶硅納米線網狀陣列結構。

2.根據權利要求1所述的單晶硅納米線網狀陣列結構的制作方法，其特征在于：所述抗氧化掩膜為厚度為10nm~2μm的氮化硅薄膜或厚度為100nm~5μm的氧化硅。

3.根據權利要求1所述的單晶硅納米線網狀陣列結構的制作方法，其特征在于：相鄰的兩個掩膜窗口之間的最小距離為1μm~10μm。

4.根據權利要求1所述的單晶硅納米線網狀陣列結構的制作方法，其特征在于：所述預設深度為100nm~100μm。

5.根據權利要求1所述的單晶硅納米線網狀陣列結構的制作方法，其特征在于：步驟4）中，各向異性濕法腐蝕的時間為10分鐘~100小時。

6.根據權利要求1所述的單晶硅納米線網狀陣列結構的制作方法，其特征在于：所述六邊形的每個內角均為120°，各邊均沿<110>晶向，各該腐蝕槽的側壁均在{111}晶面族內。

7.根據權利要求1所述的單晶硅納米線網狀陣列結構的制作方法，其特征在于：各該單晶硅薄壁與所述單晶硅基底上表面的夾角為69.5°~71.5°。

8.根據權利要求1所述的單晶硅納米線網狀陣列結構的制作方法，其特征在于：各該單晶硅薄壁的寬度為1nm~999nm，長度為100nm~1mm，且任意兩單晶硅薄壁的寬度相差不超過500nm。

9.根據權利要求1所述的單晶硅納米線網狀陣列結構的制作方法，其特征在于：多個單晶硅薄壁形成兩兩夾角為120°的六邊形網狀陣列，多個單晶硅納米線形成兩兩夾角為120°的六邊形網狀陣列。

10.根據權利要求9所述的單晶硅納米線網狀陣列結構的制作方法，其特征在于：相鄰的三根單晶硅納米線的端點連接于一單晶硅支撐結構，且任意兩端點間的距離為10nm~20μm。