[發(fā)明專利]一種納米環(huán)的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010317602.5
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111453693B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉召軍;蔣府龍;李四龍
• 申請（專利權(quán)）人: 南方科技大學(xué)
• 主分類號: B81B7/04
• 分類號: B81B7/04;B81C1/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆;潘登

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種納米環(huán)的制備方法。該方法包括：在氮化鎵基外延襯底上沉積出氧化膜；在所述氧化膜的表面旋涂光刻膠；基于具有預(yù)設(shè)圖案的掩膜版對所述光刻膠進(jìn)行曝光顯影以將所述光刻膠圖案化，所述圖案化的光刻膠包括呈陣列排布在所述氧化膜上的多個(gè)納米級環(huán)狀凸起；基于所述圖案化的光刻膠對所述氧化膜進(jìn)行刻蝕以將所述氧化膜圖案化，所述圖案化的氧化膜包括呈陣列排布在所述氮化鎵基外延襯底的多個(gè)納米級環(huán)狀凸起。本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了簡單、低成本的制備氮化鎵基納米環(huán)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及半導(dǎo)體技術(shù)，尤其涉及一種納米環(huán)的制備方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代微加工工藝的成熟，第三代半導(dǎo)體器件正在向微納尺度的低維結(jié)構(gòu)推進(jìn)。在微納尺度下，半導(dǎo)體器件的量子限制效應(yīng)愈加明顯，因此基于微納結(jié)構(gòu)的低維半導(dǎo)體器件在光學(xué)、電學(xué)等方面表現(xiàn)出與體材料截然不同的物理特性，在近十年來備受關(guān)注。

對于第三代半導(dǎo)體器件中的氮化鎵基發(fā)光器件來說，在氮化鎵基納米環(huán)結(jié)構(gòu)中，由于其環(huán)壁厚度只有幾百納米，使得氮化鎵基材料中的應(yīng)力被釋放，有助于提高其光電轉(zhuǎn)換效率，相較于平面薄膜結(jié)構(gòu)，納米環(huán)結(jié)構(gòu)具有較高的光引出效率。此外在GaN基納米環(huán)結(jié)構(gòu)中還可以通過光泵浦或電泵浦的方式來實(shí)現(xiàn)激射，從而獲得納米級激光器，因此氮化鎵基納米環(huán)結(jié)構(gòu)在光芯片中具有重要用途。

目前氮化鎵基納米環(huán)結(jié)構(gòu)的制備常用到的方法包括：電子束曝光、納米壓印、鋪設(shè)微球掩膜刻蝕等方式。其中，電子束曝光是利用電子束較小的德布羅意波長，對圖有感光膠的晶片進(jìn)行掃描和曝光，具有極高的工藝精度。但同時(shí)其曝光方式同時(shí)也決定了此工藝耗時(shí)長，成本高，很難在晶片上大范圍制備納米圖形；納米壓印工藝是通過壓印膠輔助，利用機(jī)械轉(zhuǎn)移的手段，將模板上的微納結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到晶片上，具有較高的分辨率，然而初始的壓印模板需要利用電子書曝光或衍射光刻制備，成本較高，且納米壓印在大面積微納結(jié)構(gòu)制備上的良率依然有待提升；鋪設(shè)微球掩膜刻蝕是將粒徑均一的納米微球，鋪設(shè)到晶片表面，利用微球掩膜對晶片進(jìn)行刻蝕，此工藝中微球是消耗品，因此成本較高；且將微球轉(zhuǎn)移到晶片表面時(shí)，很難實(shí)現(xiàn)大范圍的均勻性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種納米環(huán)的制備方法，以實(shí)現(xiàn)簡單、低成本的制備氮化鎵基納米環(huán)。

為達(dá)此目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種納米環(huán)的制備方法，該方法包括：

在氮化鎵基外延襯底上沉積出氧化膜；

在所述氧化膜的表面旋涂光刻膠；

基于具有預(yù)設(shè)圖案的掩膜版對所述光刻膠進(jìn)行曝光顯影以將所述光刻膠圖案化，所述圖案化的光刻膠包括呈陣列排布在所述氧化膜上的多個(gè)納米級環(huán)狀凸起；

基于所述圖案化的光刻膠對所述氧化膜進(jìn)行刻蝕以將所述氧化膜圖案化，所述圖案化的氧化膜包括呈陣列排布在所述氮化鎵基外延襯底上的多個(gè)納米級環(huán)狀凸起。

進(jìn)一步的，所述預(yù)設(shè)圖案中任意兩點(diǎn)之間的距離小于或等于2微米。

進(jìn)一步的，所述基于所述圖案化的光刻膠對所述氧化膜進(jìn)行刻蝕以將所述氧化膜圖案化之后包括：

基于所述圖案化的氧化膜對所述氮化鎵基外延襯底進(jìn)行刻蝕以將所述氮化鎵基外延襯底圖案化，所述圖案化的氮化鎵基外延襯底包括呈陣列排布的多個(gè)納米級環(huán)狀凸起。

進(jìn)一步的，所述在所述氧化膜的表面旋涂光刻膠包括：

在所述氧化膜的表面旋涂光刻膠黏附層；

在所述光刻膠黏附層的表面旋涂光刻膠；

對所述光刻膠進(jìn)行前烘。

進(jìn)一步的，所述對所述光刻膠進(jìn)行曝光顯影以將所述光刻膠圖案化包括：

獲取所述光刻膠的旋涂條件；

根據(jù)所述旋涂條件確定曝光顯影條件；