專利名稱：一種選擇性刻蝕硅納米線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種選擇性刻蝕硅納米線的方法，屬于納米材料制備技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
硅納米線由于特有的量子限制效應(yīng)、量子隧穿效應(yīng)、庫侖阻塞效應(yīng)等光學(xué)、 電學(xué)性質(zhì)以及高表面活性引起了廣泛關(guān)注。硅納米線在納米傳感器、單電子晶 體管、單電子存儲等納米電子器件及合成其他納米材料等方面得到廣泛應(yīng)用， 它可成為納米電子學(xué)領(lǐng)域的一種極有應(yīng)用潛力的新材料。如果能用硅納米線制 備出實(shí)用的納米電子器件，將使硅技術(shù)的應(yīng)用從微電子學(xué)領(lǐng)域擴(kuò)展到納米電子 學(xué)領(lǐng)域，對未來電子器件及整個(gè)電子領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生不可估量的影響。在硅納米線生成納米電子器件之前，首先要解決的是硅納米線電極制作的 問題。現(xiàn)有的硅納米線電極制作方法主要有以下兩種①釆用傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)微電子加工工藝制作電極；②釆用標(biāo)準(zhǔn)微電子加工工藝技術(shù)與利用化學(xué)氣相沉積方 式生長硅納米線的方法相結(jié)合的方法制作電極。第一種方法存在的缺陷是當(dāng)電 極制作在硅納米線表面的時(shí)候，由于應(yīng)力作用，納米線很容易破碎。第二種方 法的缺陷是在釆用化學(xué)氣相沉積的方式生長硅納米線的時(shí)候，需要嚴(yán)苛的實(shí)驗(yàn) 條件，如設(shè)備昂貴、高壓、高溫等，無法批量生產(chǎn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷和巿場需求，提供一 種選擇性刻蝕硅納米線的方法，以解決現(xiàn)有硅納米線電極制作所存在的工 藝復(fù)雜、成本高、不能批量生產(chǎn)的問題。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下 本發(fā)明的選擇性刻蝕硅納米線的方法，包括以下順序步驟 a)釆用"自上而下"的標(biāo)準(zhǔn)微電子加工工藝在硅片表面開窗口；b)釆用"自下而上"的非電鍍化學(xué)沉積的方法在開窗口的硅片表面刻蝕 硅納米線。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的選擇性刻蝕硅納米線的方法既能夠制作 出任何想要的圖形，又能夠獲得尺寸規(guī)則、排布均勻的硅納米線陣列，而且工 藝簡單可靠、成本低、可批量生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化制作硅納米線電極的目的， 為制備多種以硅納米線為基礎(chǔ)的納機(jī)電器件奠定了基礎(chǔ)。


圖l是在硅片表面開窗口的工藝流程圖； 圖2是選擇性刻蝕的硅納米線的掃描電鏡(SEM)圖片。 圖3是本發(fā)明制作的硅納米線陣列的掃描電鏡(SEM)圖片。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)、完整的說明 實(shí)施例本發(fā)明的選擇性刻蝕硅納米線的方法，包括以下順序步驟a) 釆用"自上而下"的標(biāo)準(zhǔn)微電子加工工藝在硅片表面開窗口選用P (100)的兩面拋光的硅片，按照圖1所示的工藝流程在硅片表面 開窗口，即圖形化① 掩模一首先，釆用氧化的方法在硅片的正反兩面分別熱氧一層二氧化 硅，厚度為5000A;其次，利用常壓化學(xué)氣相沉積的方法在硅片的兩面蒸鍍氮 化硅，厚度為1000 A;② 用光刻技術(shù)將掩模版上的圖形轉(zhuǎn)移到硅片表面；③ 用等離子體去除硅片一面的氮化硅；④ 用二氧化硅刻蝕劑(BOE)去除二氧化硅。b) 釆用"自下而上"的非電鍍化學(xué)沉積的方法在開窗口的硅片表面刻蝕 硅納米線，即將開好窗口的硅片浸入刻蝕溶液中，在常溫常壓下處理60分 鐘；取出，用發(fā)煙硝酸除去表面的銀；用去離子水清洗；室溫下晾干；所述刻 蝕溶液為35mM的硝酸銀和20y。(氫氟酸和去離子水的體積比為1: 4)氫氟 酸的混合溶液。圖2是選擇性刻蝕的硅納米線的掃描電鏡(SEM)圖片。所制作的硅納米線陣列的掃描電鏡(SEM)圖片見圖3所示。由于利用"自上而下"的方法進(jìn)行"圖形化"，可以制作出任何想要的圖 形；利用"自下而上"的方法刻蝕硅納米線，可以獲得尺寸規(guī)則、排布均勻的硅納米線陣列，得到不同厚度、可選擇性生長的硅納米線；因此，本發(fā)明的 選擇性刻蝕硅納米線的方法，解決了現(xiàn)有硅納米線電極制作所存在的工藝 復(fù)雜、成本高、不能批量生產(chǎn)的問題，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化制作硅納米線電極的目的, 為制備多種以硅納米線為基礎(chǔ)的納機(jī)電器件奠定了基礎(chǔ)。
權(quán)利要求
1. 一種選擇性刻蝕硅納米線的方法，其特征在于，其包括以下順序步驟a)采用“自上而下”的標(biāo)準(zhǔn)微電子加工工藝在硅片表面開窗口；b)采用“自下而上”的非電鍍化學(xué)沉積的方法在開窗口的硅片表面刻蝕硅納米線。
全文摘要
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷和市場需求，公開了一種選擇性刻蝕硅納米線的方法，其包括以下順序步驟a)采用“自上而下”的標(biāo)準(zhǔn)微電子加工工藝在硅片表面開窗口；b)采用“自下而上”的非電鍍化學(xué)沉積的方法在開窗口的硅片表面刻蝕硅納米線。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的選擇性刻蝕硅納米線的方法既能夠制作出任何想要的圖形，又能夠獲得尺寸規(guī)則、排布均勻的硅納米線陣列，而且工藝簡單可靠、成本低、可批量生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化制作硅納米線電極的目的，為制備多種以硅納米線為基礎(chǔ)的納機(jī)電器件奠定了基礎(chǔ)。
文檔編號H01L21/02GK101266919SQ20081003667
公開日2008年9月17日 申請日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
發(fā)明者萬麗娟, 健 張, 李輝麟, 蔣珂瑋, 陶伯睿, 龔文莉 申請人:華東師范大學(xué)