一種描邊生長ZnO的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種描邊生長ZnO的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]Wei1Y.報道過對襯底光刻，從而控制納米線材料的生長位置，實現(xiàn)納米線材料圖案化生長(Wei, Y., et al., Wafer-Scale High-Throughput Ordered Growth ofVertically Aligned ZnO Nanowire Arrays.Nano Letters, 2010.10(9):p.3414-3419.) 0用該技術(shù)較易實現(xiàn)納米線填充圖案生長，要實現(xiàn)納米線圖案在描邊上生長，首先就得在襯底上刻出圖案描邊的光刻膠溝槽，但溝槽寬度受光刻技術(shù)限制，一般只能到I微米，難以再小。此外，ZnO生長可以通過在光刻后襯底上噴金或其它催化劑，然后用高溫CVD法制備ZnO,但設(shè)備要求高，能耗高，技術(shù)實現(xiàn)相對復雜、困難。
[0003]圖1顯示為常規(guī)ZnO納米/微米棒在襯底上描邊生長的光刻槽示意圖，圖2顯示為常規(guī)ZnO納米/微米棒在襯底上描邊生長的示意圖，從圖1和圖2可以看出，襯底上形成的是光刻線槽，線槽寬度不能小于I ym，無法實現(xiàn)更細的圖案描邊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種描邊生長ZnO的方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中納米材料描邊寬度不能小于I μπι，生產(chǎn)成本高、能耗高、制備過程復雜的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種描邊生長ZnO的方法包括如下步驟:
[0006](I)選取襯底，在洗凈的襯底表面旋涂S1800系列光刻膠，光刻出圖案；
[0007](2)將光刻后的襯底等離子處理；
[0008](3)將步驟(2)中等離子處理后的襯底置于硝酸鋅與六次甲基四胺的混合水溶液中反應(yīng)，制得沿圖案邊沿描邊生長的ZnO棒。
[0009]優(yōu)選的，步驟(I)中S1800系列光刻膠為S1805或S1818光刻膠。
[0010]優(yōu)選的，所述襯底與ZnO的晶格失配度彡5%，使得外延生長晶體ZnO能夠垂直于襯底表面生長。其中，晶格失配度misfit = I af_as I /a SX 100%，af為外延生長晶體晶格常數(shù)，as為襯底晶格常數(shù)。
[0011]優(yōu)選的，所述襯底為GaN，即氮化鎵，CAS號為25617-97-4。
[0012]優(yōu)選的，步驟(I)中光刻膠的旋涂厚度為0.5-2.0 μπι。
[0013]優(yōu)選的，步驟(2)中襯底等離子處理的時間為l_5min。
[0014]優(yōu)選的，步驟(2)中形成等離子體的射頻功率為100-200W。
[0015]優(yōu)選的，步驟(2)中襯底等離子處理的工作氣體為空氣、氮氣或氬氣，工作氣壓為50_300Pao
[0016]優(yōu)選的，步驟(3)的混合水溶液中硝酸鋅與六次甲基四胺的濃度均為0.01-0.5mol/L，混合水溶液中硝酸鋅與六次甲基四胺的摩爾比為1:1，摩爾比即為物質(zhì)的量之比。
[0017]優(yōu)選的，步驟(3)中混合液的溫度為70-100°C，襯底在混合水溶液中的反應(yīng)時間為 l_6h。
[0018]如上所述，本發(fā)明的一種描邊生長ZnO的方法，具有以下有益效果:本發(fā)明利用生長襯底與光刻膠臺階處易于形核的特點，用簡單方法實現(xiàn)了描邊生長，該方法簡單、設(shè)備要求低，制備過程快速高效，對于納米線材料圖案化生長具有較大意義。本發(fā)明以光刻加工結(jié)合等離子處理的手段，先對襯底進行加工，成功實現(xiàn)讓ZnO棒沿圖案邊緣生長，長成的ZnO描出圖案邊緣。本發(fā)明中ZnO水熱法生長對比現(xiàn)有技術(shù)中的高溫法，具有節(jié)能環(huán)保，成本低廉的顯著優(yōu)勢；對比其它的圖案描邊方法，該方法更簡單、方便。相比于現(xiàn)有技術(shù)中在襯底上光刻線槽描圖，本發(fā)明方法明顯縮小了描邊寬度，可達到500納米。
【附圖說明】
[0019]圖1顯示為常規(guī)ZnO納米/微米棒在襯底上描邊生長的光刻槽示意圖。
[0020]圖2顯示為常規(guī)ZnO納米/微米棒在襯底上描邊生長的示意圖。
[0021]圖3顯示為本發(fā)明方法中光刻的生長襯底示意圖。
[0022]圖4顯示為本發(fā)明方法中ZnO沿光刻孔邊緣形核生長的示意圖。
[0023]圖5顯示為本發(fā)明方法中ZnO字體描邊生長的示意圖。
[0024]圖6顯示為本發(fā)明方法制得的微米管SEM照片的俯瞰圖。
[0025]圖7顯示為本發(fā)明方法制得的微米管SEM照片的45°側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0026]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。
[0027]實施例1
[0028]—種描邊生長ZnO的方法包括如下步驟:
[0029](I)選取與ZnO的晶格失配度彡5%的襯底，本實施例選擇GaN，在洗凈的GaN襯底表面旋涂S1805光刻膠，光刻膠的旋涂厚度為0.5 μ m，再光刻出圖案，如圖3所示為光刻之后的生長襯底示意圖，襯底上光刻出凹槽圖案，描邊寬度可達到500納米，克服了現(xiàn)有技術(shù)中光刻的線槽寬度無法小于I微米的問題。從圖1中可以看出，現(xiàn)有技術(shù)描出的是線槽，圖3中可以看出，本發(fā)明方法描出的是凹陷的凹槽，不再是線槽，線槽之間的寬度不能小于I微米，而凹槽的寬度則可以達到500納米，明顯縮小了描邊寬度，對納米線材料圖案化生長具有重大意義。
[0030](2)將光刻后的襯底在氣壓為50Pa的空氣環(huán)境下等離子處理2min，形成等離子體的射頻功率為100W ;通過等離子體預處理，對襯底進行清洗，清除襯底不需生長的區(qū)域的ZnO形核誘導物(如殘留的光刻膠等)，讓ZnO沿光刻圖案邊緣形核生長。
[0031](3)將步驟⑵中等離子處理后的襯底置于硝酸鋅(Zn(NO3)2)與六次甲基四胺(HMTA)按1:1的摩爾比混合的水溶液中反應(yīng)，混合液中硝酸鋅與六次甲基四胺的濃度均為0.05mol/L,反應(yīng)溫度為90°C的恒溫，反應(yīng)時間為4h，ZnO棒沿光刻圖案邊緣形核生長描出所需圖案，ZnO棒的生長方向與襯底表面垂直，ZnO棒長度為3微米。
[0032]如圖4所示為本發(fā)明方法中ZnO沿光刻孔邊緣形核生長示意圖。如圖5所示為本發(fā)明方法中Z