[發(fā)明專利]納米級結構的制造方法及使用該方法制造的納米級結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480021763.2
• 申請日: 2014-04-09
• 公開（公告）號: CN105189821B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發(fā)明（設計）人: 崔波;里彭·庫馬爾·戴
• 申請（專利權）人: 崔波;里彭·庫馬爾·戴
• 主分類號: C23F1/02
• 分類號: C23F1/02;B82Y40/00;C23F1/12;G01Q70/16
• 代理公司: 北京商專永信知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙)11400
• 代理人: 方挺,葛強

1.一種在襯底上制造多個柱狀結構的方法，在所述襯底上面形成有多個突起，每個突起有頂點和由頂點區(qū)域向下延伸的側壁，所述方法包括：

以批量處理的方法，用掩模材料形成覆蓋所述多個突起的每個突起的保護層，至少覆蓋每個突起的頂點以及每個突起的側壁的至少一部分；

將每個突起的側壁上的掩模材料保護層去除，使側壁裸露，并留下覆蓋頂點的掩模材料島區(qū)，在每個突起的頂點上形成掩模；并

用刻蝕氣體以批量處理的方法對各突起進行各向異性地蝕刻，形成多個柱狀結構，每個柱狀結構由一個突起蝕刻而來，且擁有從掩模向襯底延伸的柱體，該柱體在其長度范圍內的橫截面形狀基本上由掩模的形狀決定。

2.根據(jù)權利要求1的方法，其中，襯底材料是硅，刻蝕氣體是一種氟基氣體、氯基氣體或溴基氣體。

3.根據(jù)權利要求1的方法，其中，每個突起的蝕刻均通過一種等離子體工藝。

4.根據(jù)權利要求3的方法，其中等離子體工藝是ICP-RIE工藝。

5.根據(jù)權利要求4的方法，其中襯底材料是硅，掩模材料是Cr，等離子體是SF₆/C₄F₈等離子體。

6.根據(jù)權利要求5的方法，其中掩模材料Cr以蒸發(fā)鍍膜的方式涂覆，通過Ar離子的物理濺射去除側壁上涂覆的Cr。

7.根據(jù)權利要求4的方法，其中掩模材料是Al，ICP-RIE工藝中使用的用于去除側壁上涂覆的Al的氣體是Cl₂和BCl₃中的一種。

8.根據(jù)權利要求1的方法，其中使用Ar氣進行反應離子蝕刻，去除側壁上的掩模材料保護層。

9.根據(jù)權利要求8的方法，其中用Ar離子以使物理過程比化學反應過程更重要的能量去除側壁上的掩模材料保護層。

10.根據(jù)權利要求9的方法，其中Ar離子以15-40°的入射角度向突起的側壁流動。

11.根據(jù)權利要求1的方法，其中掩模材料是金屬或二氧化硅。

12.根據(jù)權利要求11的方法，其中通過對硅進行氧化形成二氧化硅保護層。

13.根據(jù)權利要求11的方法，從包括Cr、Ti、Ni和Al的組中選擇金屬。

14.根據(jù)權利要求1的方法，其中主要使用物理過程去除側壁上的掩模材料保護層。

15.根據(jù)權利要求14的方法，其中使用離子蝕刻、化學輔助離子束蝕刻或等離子體蝕刻去除側壁上的掩模材料保護層。

16.根據(jù)權利要求1的方法，還包括：

在用掩模材料覆蓋多個突起后，用第二掩模材料保護層覆蓋多個突起中的每一個，第二掩模材料保護層至少覆蓋在各突起頂點上覆蓋的掩模材料，并且

去除各突起側壁上的第二掩模材料保護層，在去除側壁上涂覆的掩模材料后，使被第二掩模材料覆蓋的側壁裸露。

17.根據(jù)權利要求16的方法，其中掩模材料和第二掩模材料對是Cr/Ti或Al/Si。

18.根據(jù)權利要求16的方法，其中第二掩模材料比掩模材料更耐去除金字塔側壁掩模材料保護層的氣體離子的刻蝕。

19.根據(jù)權利要求16的方法，其中第二掩模材料保護層形成的厚度比掩模材料保護層更厚。

20.根據(jù)權利要求1的方法，其中在用刻蝕氣體蝕刻時，掩模材料對襯底材料的選擇性至少為1：10。

21.根據(jù)權利要求1的方法，其中柱體具有一個軸縱橫比，軸縱橫比可通過在蝕刻突起的步驟中控制蝕刻速度和蝕刻時間來選擇。

22.根據(jù)權利要求21的方法，其中軸縱橫比將選擇為至少10。

23.根據(jù)權利要求1的方法，其中橫截面面積的大小可通過控制掩模的大小來選擇。

24.根據(jù)權利要求23的方法，其中掩模的大小通過選擇覆蓋在各突起上的掩模材料保護層的厚度和用于去除側壁上涂覆的掩模材料保護層的蝕刻時間來控制。