[發(fā)明專利]模板輔助揮發(fā)誘導(dǎo)自組裝構(gòu)筑有機(jī)微米線陣列的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310381889.8
• 申請(qǐng)日: 2013-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN103413760A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 揭建勝;張秀娟;邢玉良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L21/3065
• 分類號(hào): H01L21/3065
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，具體涉及自上而下周期性浸潤/反浸潤模板的制備、自下而上溶劑揮發(fā)自組裝、反浸潤、指法對(duì)流。

背景技術(shù)

目前，半導(dǎo)體器件工業(yè)生產(chǎn)中常用的自上而下的工藝需要巨大的生產(chǎn)線和超凈條件下的大型處理設(shè)備。這導(dǎo)致材料浪費(fèi)并增加了設(shè)備的生產(chǎn)和研發(fā)費(fèi)用。實(shí)現(xiàn)材料最低消耗和能源最低使用的制備方法，無疑對(duì)于整個(gè)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展是至關(guān)重要的。有許多課題組嘗試使用模板輔助物理氣相轉(zhuǎn)移方法制備小分子有機(jī)微納單晶結(jié)構(gòu)。但此方法要求材料有較高的熱穩(wěn)定性，普適性低，且制備得到的微納結(jié)構(gòu)均勻度低，不宜大面積制備。若想發(fā)揮小分子有機(jī)微米線的廉價(jià)易得優(yōu)勢(shì)而實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，基于溶液的自組裝方法是首選。目前，許多基于溶液的自組裝方法,比如揮發(fā)誘導(dǎo)自組裝（Evaporation?induced?self-assemble）,?LB?技術(shù)（Langmuir–Blodgett?(LB)?technique）,噴墨打印（Inject?printing）,浸涂(Dip?coating),滴涂（Drop-casting）,微流動(dòng)輔助（Microfluidic?assisted?nanowire?alignment）,冒泡法（Bubble?blown?method）已經(jīng)被開發(fā)。一般來說，直接使用溶液法自組裝獲得的有機(jī)微米線以微觀無序的方式散亂分布于基底上。這無疑會(huì)顯著增加材料消耗并嚴(yán)重影響器件電學(xué)性能。因此，一種基于溶液法可有效制備圖案化分布并高度對(duì)齊的有機(jī)微米線的方法是急需的。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有揮發(fā)自組裝技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種模板輔助的揮發(fā)誘導(dǎo)自組裝構(gòu)筑有機(jī)微米線陣列的方法，該方法具備操作簡單，使用范圍廣，普適性強(qiáng)，所獲得有機(jī)微米線陣列高度對(duì)齊、位置準(zhǔn)確可控。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種模板輔助揮發(fā)誘導(dǎo)自組裝構(gòu)筑有機(jī)微米線陣列的方法，包括以下步驟：

1）基底的清洗：基底用清洗液超聲清洗，再浸入piranha溶液，并用氧等離子體處理，使基底表面具有強(qiáng)的浸潤性；

2）在基底上構(gòu)筑模板；

3）模板上微米線陣列的生長：將預(yù)處理好的模板插入有機(jī)溶液中生長，通過揮發(fā)誘導(dǎo)自組裝，從而得到大面積、高度對(duì)齊有機(jī)微米線陣列。

作為優(yōu)選方案，上述步驟（1）中的基底為二氧化硅片、硅片、玻璃片、氮化硅片中的一種。

上述步驟（2）中模板采用構(gòu)筑周期性排布的浸潤/反浸潤的自組裝單分子層模板，包括以下步驟：

3a）光刻：在基底表面旋涂上一定厚度的負(fù)性光刻膠后在一定溫度下烘膠一段時(shí)間，在掩膜版的幫助下利用光刻機(jī)刻出所需要的圖形，然后用顯影液顯影得到帶有周期性圖形的基底片；

3b）十八烷基三氯硅烷修飾：將光刻后的基底片浸入十八烷基三氯硅烷修飾溶液一定時(shí)間后超聲清洗；

3c）去膠：用針對(duì)負(fù)性光刻膠的去膠液去掉剩余的膠，獲得周期性排布的浸潤/反浸潤的自組裝單分子層模板。

上述步驟（2）中模板采用構(gòu)筑周期性排布的光刻膠與反浸潤的自組裝單分子層模板，包括以下步驟：

4a）光刻：在基底表面旋涂上一定厚度的負(fù)性光刻膠后在一定溫度下烘膠一段時(shí)間，在掩膜版的幫助下利用光刻機(jī)刻出所需要的圖形，然后用顯影液顯影后得到帶有周期性圖形的基底片；

4b）十八烷基三氯硅烷修飾：將光刻后的基底片浸入十八烷基三氯硅烷修飾溶液一定時(shí)間后超聲清洗，得到周期性排布的負(fù)性光刻膠/反浸潤的自組裝單分子層模板。

上述步驟（2）中模板采用構(gòu)筑可浸潤的二氧化硅與光刻膠模板，包括以下步驟：

5a）光刻：在基底表面片旋涂上一定厚度的正性光刻膠后在一定溫度下烘膠一段時(shí)間，在掩膜版的幫助下利用光刻機(jī)刻出所需要的圖形，然后用顯影液顯影后得到帶有周期性圖形的氧化硅片，得到可浸潤的二氧化硅與光刻膠模板。

上述步驟（2）中模板采用構(gòu)筑光柵狀凹槽模板，包括以下步驟：

6a）光刻：在基底表面片旋涂上一定厚度的正性光刻膠后在一定溫度下烘膠一段時(shí)間，在掩膜版的幫助下利用光刻機(jī)刻出所需要的圖形，然后用顯影液顯影后得到帶有周期性圖形的基底片；

6b）RIE-反應(yīng)離子刻蝕：將光刻好的基底片用RIE-反應(yīng)離子刻蝕，得到周期性凹槽的模板；

6c）去膠：用針對(duì)正性光刻膠的去膠液去掉剩余的膠，得到光柵狀凹槽模板。

作為優(yōu)選方案，上述步驟（1）中的清洗液為劑分別為丙酮，乙醇，水。