專利名稱：硅納米線的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種硅納米線的制造方法。
背景技術(shù)：
硅納米線(silicon Nano-wire, SiNW)探測單元是目前最常用的生物芯片基本單元，被廣泛應(yīng)用于生物探測領(lǐng)域，其主要的工作原理類似于金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)，利用多晶硅(polysilicon)或者硅(Silicon)上的二氧化硅層作為柵氧，由于吸附在硅納米線探測單元中的硅納米線上的生物分子通常都帶有電荷，該電荷會(huì)對硅納米線進(jìn)行類似于MOSFET的電勢調(diào)節(jié)，進(jìn)而影響硅納米線的導(dǎo)電特性。因此，可以通過對這種導(dǎo)電特性的監(jiān)控來識別特定的生物分子。在硅納米線探測單元中，源極區(qū)與漏極區(qū)之間通過硅納米線相連，該硅納米線的形狀可以是長方體形，也可以是彎曲的管道形。當(dāng)然，硅納米線的形狀可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置為其他形狀。在SiNW探測單元制造工藝中，由于硅納米線是非常細(xì)的多晶硅線條，一般為幾納米到幾十納米，所以對光刻工藝的要求非常高，需要使用目前業(yè)界最好的光刻基臺， 這會(huì)大大增加了 SiNW探測單元的制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
為了降低硅納米線探測單元的制造成本，本發(fā)明提供了一種硅納米線探測單元的制造方法，技術(shù)方案如下一種硅納米線探測單元的制造方法，包括提供壓印模板，所述壓印模板上構(gòu)建有源/漏極區(qū)以及硅納米線布局的圖形；使用所述壓印模板形成所述硅納米線探測單元中的硅納米線本發(fā)明利用壓印工藝制造SiNW探測單元中的硅納米線，不需要任何校準(zhǔn)動(dòng)作，無需采用成本昂貴的光刻基臺，只需要使用普通的壓印機(jī)，大幅度地降低了 SiNW探測單元的制造成本。通過以下參照附圖對本申請實(shí)施例的說明，本申請的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯。


下面將參照所附附圖來描述本申請的實(shí)施例，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的硅納米線的制造方法的流程圖；圖2是沉積二氧化硅層和多晶硅層后的硅襯底的剖面圖；圖3是用壓印模板壓印如圖2所示的硅襯底前的剖面圖；圖4是用壓印模板壓印如圖2所示的硅襯底后的剖面圖；圖5是對圖4所示的圖形取走壓印模板后的剖面圖；圖6是對圖5所示的圖形進(jìn)行蝕刻處理后的剖面圖7是對圖6所示的圖形剝離第二光刻膠層后的剖面圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說明，并不用于限制本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種硅納米線的制造方法，如圖1所示，包括步驟101，提供壓印模板，該壓印模板上構(gòu)建有源/漏極區(qū)以及硅納米線布局的圖形。提供壓印模板包括自行制備壓印模板，具體地，是指利用傳統(tǒng)的互補(bǔ)金屬氧化物 (CMOS)圖形化工藝(光刻和刻蝕)在硅片上構(gòu)建源/漏極區(qū)和硅納米線的布局的圖形，其中，源/漏極區(qū)和硅納米線相連，該構(gòu)建后的硅片即為壓印模板，如圖3所示，壓印模板用 800指示。此外，壓印模板也可以使用光罩廠提供的壓印模板。其中，該源/漏極區(qū)和硅納米線的布局的圖形的厚度是指圖3中的白色凹槽的底部到頂部之間的距離。與圖7中的硅納米線1100對應(yīng)的白色凹槽的寬度，即左側(cè)邊到右側(cè)邊之間的距離就是硅納米線1100的寬度。本實(shí)施方式中的各圖均為示意圖，實(shí)際上，源/漏極區(qū)和硅納米線的布局的圖形的厚度在100到140納米之間，硅納米線1100的寬度一般為幾納米到幾十納米。步驟102，使用該壓印模板形成硅納米線探測單元中的硅納米線。首先，如圖2所示，在硅襯底400上采用熱氧化工藝或化學(xué)氣相沉積工藝(CVD)生成二氧化硅層500。采用低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)工藝在二氧化硅層500上沉積多晶硅層 600。接下來，如圖3所示，在二氧化硅層500上沉積多晶硅層600后，在多晶硅層600 的表面旋涂一層光刻膠層700。該光刻膠層700的厚度比壓印模板800上的源/漏極區(qū)和硅納米線的布局的圖形的厚度厚15納米到25納米，即該光刻膠層700的厚度介于115納米到165納米之間。其次，如圖4所示，利用壓印模板800壓印光刻膠層700。為了保護(hù)多晶硅層600， 在用壓印模板800進(jìn)行壓印時(shí)，在多晶硅層600的表面形成薄的第一光刻膠層900以及與源/漏極區(qū)以及硅納米線布局的圖形對應(yīng)的第二光刻膠層1000。其中，該第一光刻膠層900 的厚度介于十幾納米到二十幾納米之間，優(yōu)選地，介于15納米到25納米之間。該第二光刻膠層1000的厚度等于或略小于旋涂的光刻膠層700。在進(jìn)行壓印時(shí)，可以同時(shí)實(shí)施烘焙(baking)工藝，以對壓印出的第一光刻膠層 900和第二光刻膠層1000進(jìn)行硬化。在完成壓印后，取走壓印模板800形成的圖形如圖5 所示。然后，利用濕法蝕刻工藝或干法蝕刻工藝蝕刻掉與源/漏極區(qū)以及硅納米線布局的圖形對應(yīng)的多晶硅層之外的多晶硅層，蝕刻后的結(jié)構(gòu)如圖6所示，其中，源/漏極區(qū)用 1100指示，硅納米線用1200指示。該步驟能通過以下方式來實(shí)現(xiàn)蝕刻第一光刻膠層900 ； 利用第二光刻膠層1000蝕刻掉與源/漏極區(qū)以及硅納米線布局的圖形對應(yīng)的多晶硅層之外的多晶硅層。然后，剝離(strip)與源/漏極區(qū)以及硅納米線布局的圖形對應(yīng)的第二光刻膠層 1000，剝離后的結(jié)構(gòu)如圖7所示，其中，源/漏極區(qū)用1100指示，硅納米線用1200指示。
最后，對圖7所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行后續(xù)其他工藝的處理，由于后續(xù)處理對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是公知技術(shù)，在此不再贅述。本發(fā)明利用壓印工藝制造SiNW探測單元中的硅納米線，不需要任何校準(zhǔn)動(dòng)作，無需采用成本昂貴的光刻基臺，只需要使用普通的壓印機(jī)，大幅度地降低了 SiNW探測單元的制造成本。雖然已參照典型實(shí)施例描述了本申請，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語是說明和示例性、 而非限制性的術(shù)語。由于本申請能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種硅納米線的制造方法，其特征在于，包括提供壓印模板，所述壓印模板上構(gòu)建有源/漏極區(qū)以及硅納米線布局的圖形；使用所述壓印模板形成所述硅納米線探測單元中的硅納米線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供壓印模板的步驟包括利用互補(bǔ)金屬氧化物圖形化工藝在硅片上形成所述壓印模板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用所述壓印模板形成所述硅納米線探測單元中的硅納米線的步驟包括在硅襯底上生成二氧化硅層，在所述二氧化硅層上沉積多晶硅層，并在所述多晶硅層旋涂光刻膠層；利用所述壓印模板壓印所述光刻膠層，同時(shí)實(shí)施烘焙工藝，以在所述多晶硅層表面上壓印出第一光刻膠層以及與所述源/漏極區(qū)以及硅納米線布局的圖形對應(yīng)的第二光刻膠層，然后取走所述壓印模板；利用所述第一光刻膠層和所述第二光刻膠層蝕刻掉與所述源/漏極區(qū)以及硅納米線布局的圖形對應(yīng)的多晶硅層之外的多晶硅層；剝離與所述源/漏極區(qū)以及硅納米線布局的圖形對應(yīng)的第二光刻膠層，形成所述硅納米線探測單元中的硅納米線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征在于，利用所述第一光刻膠層和所述第二光刻膠層蝕刻掉與所述源/漏極區(qū)以及硅納米線布局的圖形對應(yīng)的多晶硅層之外的多晶硅層的步驟包括蝕刻掉所述第一光刻膠層；利用所述第二光刻膠層蝕刻掉與所述源/漏極區(qū)以及硅納米線布局的圖形對應(yīng)的多晶硅層之外的多晶硅層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述旋涂的光刻膠層的厚度比所述源/漏極區(qū)以及硅納米線布局的圖形的厚度厚15納米到25納米。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5任意一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于，所述源/漏極區(qū)以及硅納米線布局的圖形的厚度介于100納米到140納米之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求3-5任意一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于，所述旋涂的光刻膠層的厚度為115納米到165納米。
8.根據(jù)權(quán)利要求3-5任意一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于，所述第一光刻膠層的厚度介于15納米到25納米之間。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種硅納米線的制造方法，屬于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域。該方法包括提供壓印模板，所述壓印模板上構(gòu)建有源/漏極區(qū)以及硅納米線布局的圖形；使用所述壓印模板形成所述硅納米線探測單元中的硅納米線。本發(fā)明可以降低硅納米線探測單元的制造成本。
文檔編號G03F7/00GK102437064SQ201110391240
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者曹永峰 申請人:上海華力微電子有限公司