[發明專利]一種復合孔徑薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202110678808.5
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113628956A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 鄭德印;王瑋
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/306
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 張曉玲

本發明涉及一種復合孔徑薄膜，包括堆疊的第一摻雜硅層和第二摻雜硅層，所述第一摻雜硅層上分布有納米尺度的通孔，所述第二摻雜硅層上分布有微米尺度的通孔，所述第一摻雜硅層的摻雜濃度大于所述第二摻雜硅層的摻雜濃度。本發明還涉及所述復合孔徑薄膜的制備方法。本發明的復合孔徑薄膜在厚度方向具有跨微納尺度變孔徑特征，在生物傳感、光學、傳熱等領域內具有提升的性能。本發明的制備方法解決了常規微納加工工藝難以實現跨尺度變孔徑多孔薄膜的制備技術現狀，通過表面摻雜工藝改變襯底表面的摻雜濃度，并通過電化學腐蝕工藝制備出在厚度方向具有跨微米至納米尺度變孔徑特征的多孔硅薄膜。

技術領域

本發明涉及半導體材料技術領域，具體涉及一種復合孔徑薄膜及其制備方法。

背景技術

變孔徑多孔薄膜結構在其厚度方向上具有梯度的孔徑分布，其在生物傳感、光學、傳熱等研究領域具有重要的應用價值。但現有變孔徑薄膜的孔徑大多分布在相同的尺度，以多孔硅薄膜為例，通過改變制備條件如刻蝕電流、電解質溶液配比等參數，在相同襯底上可以實現在厚度方向上的孔徑調控，但這種調控是在相同尺度下小范圍調節，限制了變孔徑多孔硅薄膜在以上應用領域內性能的進一步提升。因此，需要開發一種跨尺度變孔徑多孔硅薄膜。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺點，提供一種復合孔徑薄膜，該薄膜在厚度方向具有跨微納尺度變孔徑特征，在生物傳感、光學、傳熱等領域內具有提升的性能。

本發明的另一目的是提供上述復合孔徑薄膜的制備方法，該方法工藝步驟簡單、高效。

為了實現以上目的，本發明提供如下技術方案。

一種復合孔徑薄膜，包括堆疊的第一摻雜硅層和第二摻雜硅層，所述第一摻雜硅層上分布有納米尺度的通孔，所述第二摻雜硅層上分布有微米尺度的通孔，所述第二摻雜硅層的摻雜濃度大于所述第一摻雜硅層的摻雜濃度。

所述復合孔徑薄膜的制備方法，包括：

對中度摻雜硅襯底進行預處理；

對所述中度摻雜硅襯底的淺表層進行摻雜，使其轉化為重度摻雜硅層；

在獲得重度摻雜硅層后，對所述襯底整體進行電化學腐蝕；以及

對所述襯底遠離所述重度摻雜硅層的表面進行減薄。

與現有技術相比，本發明達到了以下技術效果：

1.本發明的復合孔徑薄膜在厚度方向具有跨微納尺度變孔徑特征，在生物傳感、光學、傳熱等領域內具有提升的性能。

2.本發明的制備方法可簡單、高效地制備復合孔徑薄膜。本發明的制備方法解決了常規微納加工工藝難以實現跨尺度變孔徑多孔薄膜的制備技術現狀，通過表面摻雜工藝改變襯底表面的摻雜濃度，并通過電化學腐蝕工藝制備出在厚度方向具有跨微米至納米尺度變孔徑特征的多孔硅薄膜。

附圖說明

通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本發明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1為本發明的復合孔徑薄膜的截面示意圖。

圖2為本發明的復合孔徑薄膜的制備方法的流程圖。

附圖標記說明

100為復合孔徑薄膜，101為第一摻雜硅層，102為第二摻雜硅層。

具體實施方式

以下，將參照附圖來描述本公開的實施例。但是應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本公開的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本公開的概念。