[發明專利]一種平面內納米結構的精確可控制造方法

在審

• 申請號: 201810908992.6
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN109132993A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 袁志山;雷鑫;王成勇
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B81B1/00
• 分類號: B81B1/00;B81B7/04;B81C1/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發明涉及微納加工的技術領域，更具體地，涉及一種平面內納米結構的精確可控制造方法，包括：提供一塊薄膜基板，所述薄膜基板的上部設有納米自支撐薄膜；在納米自支撐薄膜上加工所需形狀的納米結構；將加工得到的納米結構收縮至所需尺寸，制成納米掩膜板；將納米掩膜板放置于待沉積的基片上方，并在納米掩膜板及基片上方沉積所需材料；去除納米掩膜板，在基片上得到所需形狀尺寸的納米結構。本發明可以在納米級單層或多層復合薄膜上加工出所需位置、形狀、數量的納米結構，適用范圍廣；可以將納米結構準確收縮為所需尺寸，制成納米掩膜板，沉積所需單層或多層復合材料；可以實現特定尺寸、形狀、數量、位置的納米圖案或納米線的可控制造。

技術領域

本發明涉及微納加工的技術領域，更具體地，涉及一種平面內納米結構的精確可控制造方法。

背景技術

目前，納米結構的制造方法可以分為“自上而下”方法和“自下而上”方法兩類。“自上而下”的納米結構制造主要采用電子束光刻、深反應離子刻蝕等工藝獲得。由于制造納米掩膜板的尺寸精度限制，只能實現0.6微米的亞微米線寬分辨率而采用電子束光刻也無法實現納米結構的精準可控制造，并且成本較高；深反應離子刻蝕技術由于其特定材料限制且反應條件不易控制，很難實現所需納米級尺寸的精度可控制造。最常見“自下而上”的納米結構制造方法是采用化學氣相沉積（CVD）技術。但是，CVD方法同樣無法實現平面內納米圖形的精確可控制造。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種平面內納米結構的精確可控制造方法，能夠實現特定尺寸、形狀、數量、位置的納米圖案或納米線的可控制造，適用范圍廣泛。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

提供一種平面內納米結構的精確可控制造方法，包括以下步驟：

S1. 提供一塊薄膜基板，所述薄膜基板的上部設有納米自支撐薄膜；

S2. 在步驟S1中所述的納米自支撐薄膜上加工所需形狀的納米結構；

S3. 將步驟S2中加工得到的納米結構收縮至所需尺寸，制成納米掩膜板；

S4. 將步驟S3中所述的納米掩膜板放置于待沉積的基片上方，并在納米掩膜板及基片上方沉積所需材料；

S5. 去除納米掩膜板，在基片上得到所需形狀尺寸的納米結構。

本發明的平面內納米結構的精確可控制造方法，使用聚焦離子束等多種加工方式，在納米級單層或多層復合薄膜上加工出所需位置，形狀，數量的納米結構，適用范圍廣；可以使用離子束或電子束將納米結構準確收縮為所需尺寸，制成納米掩膜板，沉積所需單層或多層復合材料；本發明可以實現特定尺寸、形狀、數量、位置的納米圖案或納米線的可控制造，具有廣泛的應用前景及實用價值。

優選地，步驟S1中，所述薄膜基板包括自上而下順次設置的第一氮化硅層、硅層以及第二氮化硅層，所述納米自支撐薄膜設于第一氮化硅層。薄膜基板底部設有上窄下寬的錐形孔，納米自支撐薄膜設于錐形孔的上方；錐形孔的設置便于納米自支撐薄膜的放置與加工。

優選地，步驟S2中，所述納米自支撐薄膜為由耐堿性溶液腐蝕的薄膜結構，所述堿性溶液選自KOH溶液、NaOH溶液、TMAH溶液中的一種或多種的組合。

優選地，步驟S2中，所述納米自支撐薄膜為氮化硅薄膜或氮化硅/氧化硅/氮化硅三層復合薄膜。

優選地，步驟S2中，所述納米自支撐薄膜的厚度為10nm~1μm；所述納米自支撐薄膜形狀選自正方形、長方形、圓形中的一種。