[發明專利]圓片級納米針尖及其制作方法

有效

• 申請號: 202110232359.1
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN112986622B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 劉美杰;楊晉玲;朱銀芳;楊富華
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G01Q70/08
• 分類號: G01Q70/08;G01Q70/16
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

1.一種圓片級納米針尖制作方法，其特征在于，包括：

在硅基襯底(1)上制備掩膜層(2)，刻蝕所述掩膜層(2)形成從所述圓片的邊緣到中心尺寸漸變的掩膜圖形(3)和掩膜補償圖形(10)，其中，刻蝕所述掩膜層(2)形成掩膜補償圖形(10)包括：

獲取所述硅基襯底(1)不同區域刻蝕速率變化規律，計算所述刻蝕速率變化規律與刻蝕暴露比的關系，得到所述圓片不同位置的所述掩膜補償圖形(10)的尺寸；

刻蝕所述硅基襯底(1)，得到第一針尖原胚(4)，其中，所述第一針尖原胚(4)的最細處尺寸為微米或者亞微米尺度；

對所述第一針尖原胚(4)進行第一熱氧化，去除所述第一針尖原胚(4)的表面缺陷，刻蝕第一熱氧化后的所述第一針尖原胚(4)得到第二針尖原胚(5)；

對所述第二針尖原胚(5)進行至少一次第二熱氧化，使所述第二針尖原胚(5)進入自限制熱氧化階段，直到所述第二針尖原胚(5)的針尖曲率半徑達到一臨界值，得到所述圓片級納米針尖(9)，其中，每次第二熱氧化后均對所述第二針尖原胚(5)進行刻蝕。

2.根據權利要求1所述的圓片級納米針尖制作方法，其特征在于，所述第一熱氧化的溫度高于或等于所述第二熱氧化的溫度。

3.根據權利要求1所述的圓片級納米針尖制作方法，其特征在于，刻蝕所述掩膜層(2)形成掩膜圖形(3)包括：

形成圓形、方形或者多邊形中任意一種形狀的所述掩膜圖形(3)。

4.根據權利要求1所述的圓片級納米針尖制作方法，其特征在于，在所述硅基襯底(1)上制備掩膜層(2)包括：

制備光刻膠層，氧化硅層或者氮化硅層中的任意一種。

5.根據權利要求1所述的圓片級納米針尖制作方法，其特征在于，所述第一熱氧化的溫度范圍為1000℃～1200℃，所述第二熱氧化的溫度范圍為900℃～1100℃。

6.根據權利要求1所述的圓片級納米針尖制作方法，其特征在于，所述刻蝕硅基襯底(1)，得到第一針尖原胚(4)包括：

通過干法刻蝕或者濕法腐蝕所述硅基襯底(1)，得到所述第一針尖原胚(4)；

所述刻蝕第一熱氧化后的所述第一針尖原胚(4)得到第二針尖原胚(5)包括：

通過干法刻蝕或者濕法腐蝕所述第一針尖原胚(4)得到所述第二針尖原胚(5)。

7.一種基于權利要求1-6任一項所述圓片級納米針尖制作方法的圓片級納米針尖，其特征在于，所述圓片級納米針尖(9)用于組成納米針尖陣列或者用于制作納米探針。