2及硅衬底101表面形成Al膜，作为硬掩膜104。
[0051 ] 在本实施例中，在热蒸镀所述Al膜时采用的真空度为2 X 10_4Pa，Al蒸镀的速率约为 I5nm/s。
[0052]需要说明的是，在蒸镀填充Al时，必须将整个硅棒102表面覆盖，如此才能充分保护硅棒102侧壁的二氧化硅层。在本实施例中，所述Al膜的厚度为8?12 μ m。
[0053]如图4?图6所示，接着进行步骤3)，于所述硬掩膜104表面旋涂PMMA105及光刻胶106，并除去各所述硅棒102顶部的光刻胶106和PMMA105，以露出各所述硅棒102顶部的硬掩膜104。
[0054]作为示例,步骤3 )包括:
[0055]3-1)于所述硬掩膜104表面旋涂PMMA105(聚甲基丙烯酸甲酯)，并于140?220°C温度下保持10?20h，使PMMA105充分渗入Al膜与硅棒102之间的缝隙；在本实施例中，旋涂PMMA105后，将其置于160°C烘箱中保持12h，使PMMA105充分渗入Al膜和硅棒102之间的缝隙。
[0056]3-2)于所述PMMA105表面旋涂光刻胶106，并于40?80°C下保持0.5?4h，以增强防腐蚀保护。在本实施例中，将所述光刻胶106在60°C保持2h。
[0057]3-3)采用氧等离子体刻蚀除去各所述硅棒102顶部的光刻胶106及PMMA105。在本实施例中，在等离子体清洗机中刻蚀2min除去硅棒102顶部Al膜表面的光刻胶106和PMMA105,以裸露出棒顶端的Al膜。
[0058]本步骤利用PMMA105的热塑性，在160°C条件下具有一定的流动性，可以缓慢渗入Al膜和硅棒102之间的缝隙。随后旋涂光刻胶106，利用光刻胶106保护棒侧壁和底部的Al膜不被腐蚀。另外，光刻胶106在Al膜表面的粘附力要比在S12表面大很多，蒸镀的Al膜表面比较粗糙，更加易于粘附光刻胶106等物质，有利于PMMA105及光刻胶106的附着。
[0059]如图7?图8所示，然后进行步骤4)，采用刻蚀工艺去除各所述硅棒102顶部的硬掩膜104，并去除残留的光刻胶106及PMMA105。
[0060]作为示例,步骤4 )包括:
[0061 ] 4-1)采用H3P04、CH3COOH, HNO3及H2O的混合溶液作为腐蚀剂除去各所述硅棒102顶部的Al膜；
[0062]4-2)采用CH3CH2CHO溶剂去除残留的PMMA105及光刻胶106。
[0063]如图9?图11所示，接着进行步骤5)，于所述硬掩膜104表面及各所述硅棒102顶部旋涂光刻胶106，除去各所述硅棒102顶部的光刻胶106，并用湿法刻蚀工艺去除各所述硅棒102顶部的阻挡层103。
[0064]作为示例，步骤5 )中包括:
[0065]5-1)于所述硬掩膜104表面及各所述硅棒102顶部旋涂光刻胶106，于40?80°C下保持0.5?4h ;在本实施例中，将所述光刻胶106于60°C保持2h。
[0066]5-2)米用氧等离子刻蚀除掉娃棒102顶部的光刻胶106,裸露出娃棒102顶部的二氧化硅层；在本实施例中，在等离子清洗机中刻蚀Imin除掉硅棒102顶端的光刻胶106，裸露出棒顶端的二氧化娃层。
[0067]5-3)采用BOE溶液作为刻蚀除去硅棒102顶部裸露的二氧化硅层。
[0068]如图12?图13所示，最后进行步骤6)，去除残留的光刻胶106，并去除各所述硅棒102侧壁的硬掩膜104，获得籽晶阵列。
[0069]作为示例，步骤6)包括:
[0070]6-1)采用CH3CH2CHO溶剂去除残留的光刻胶106 ；
[0071]6-2)采用H3P04、CH3C00H、HNO3及H2O的混合溶液作为腐蚀液除去残留的Al膜，获得籽晶阵列。
[0072]如上所述，本发明提供一种应用于层转移薄膜生长的籽晶阵列的制备方法，包括步骤:I)提供一表面具有周期性排列的娃棒102的娃衬底101,于各所述娃棒102顶部和侧壁、及所述娃衬底101表面形成阻挡层103 ;2)于具有阻挡层103的娃棒102及娃衬底101表面形成硬掩膜104 ;3)于所述硬掩膜104表面旋涂PMMA105及光刻胶106，并除去各所述硅棒102顶部的光刻胶106和PMMA105，以露出各所述硅棒102顶部的硬掩膜104 ;4)采用刻蚀工艺去除各所述硅棒102顶部的硬掩膜104，并去除残留的光刻胶106及PMMA105 ；5)于所述硬掩膜104表面及各所述硅棒102顶部旋涂光刻胶106，除去各所述硅棒102顶部的光刻胶106，并采用湿法刻蚀工艺去除各所述硅棒102顶部的阻挡层103 ;6)去除残留的光刻胶106，最后用湿法刻蚀去除各所述硅棒102侧壁的硬掩膜104，获得籽晶阵列。本发明利用热蒸发Al很容易填充棒间空隙，而且这种复合结构比较稳定，不会因为温度等发生变化；蒸镀的Al膜表面比较粗糙，更加易于粘附光刻胶106等物质，因此，光刻胶106在Al膜表面的粘附力要比在S12表面大很多；热蒸镀沉积填充铝时，由于阴影效应会在棒侧壁与填充Al间留下微小缝隙，渗入PMMA105充实缝隙可增强防刻蚀保护。本发明的籽晶阵列具有较高的质量，且可重复使用的寿命较长，制备方法简单，适用于工业生产。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0073]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种应用于层转移薄膜生长的籽晶阵列的制备方法，其特征在于，包括步骤: 1)提供一表面具有周期性排列的娃棒的娃衬底，于各所述娃棒顶部和侧壁、及所述娃衬底表面形成阻挡层； 2)于具有阻挡层的硅棒及硅衬底表面形成硬掩膜； 3)于所述硬掩膜表面旋涂PMMA及光刻胶，并除去各所述硅棒顶部的光刻胶和PMMA，以露出各所述硅棒顶部的硬掩膜； 4)采用刻蚀工艺去除各所述硅棒顶部的硬掩膜，并去除残留的光刻胶及PMMA； 5)于所述硬掩膜表面及各所述硅棒顶部旋涂光刻胶，除去各所述硅棒顶部的光刻胶，以暴露所述Si棒顶端的阻挡层，并采用湿法刻蚀工艺去除各所述硅棒顶部的阻挡层； 6)去除残留的光刻胶，并去除各所述硅棒侧壁的硬掩膜，获得籽晶阵列。2.根据权利要求1所述的应用于层转移薄膜生长的籽晶阵列的制备方法，其特征在于:步骤I)通过热氧化法于各所述硅棒及所述硅衬底表面形成二氧化硅层，作为阻挡层。3.根据权利要求2所述的应用于层转移薄膜生长的籽晶阵列的制备方法，其特征在于:步骤2)通过蒸镀的方法于具有阻挡层的硅棒及硅衬底表面形成Al膜，作为硬掩膜。4.根据权利要求3所述的应用于层转移薄膜生长的籽晶阵列的制备方法，其特征在于:步骤3)包括: 3-1)于所述硬掩膜表面旋涂PMMA，并于140?220°C温度下保持10?20h，使PMMA充分渗入Al膜与硅棒之间的缝隙； 3-2)于所述PMMA表面旋涂光刻胶，并于40?80°C下保持0.5?4h，以增强防腐蚀保护。5.根据权利要求4所述的应用于层转移薄膜生长的籽晶阵列的制备方法，其特征在于:步骤3)还包括:3-3)采用氧等离子体刻蚀除去各所述硅棒顶部的光刻胶及PMMA。6.根据权利要求3所述的应用于层转移薄膜生长的籽晶阵列的制备方法，其特征在于:步骤4)包括: 4-1)采用H3P04、CH3C00H、HN03及H2O的混合溶液作为腐蚀剂除去各所述硅棒顶部的Al膜； 4-2)采用CH3CH2CHO溶剂去除残留的PMMA及光刻胶。7.根据权利要求3所述的应用于层转移薄膜生长的籽晶阵列的制备方法，其特征在于:步骤5)中包括: 5-1)于所述硬掩膜表面及各所述硅棒顶部旋涂光刻胶，于40?80°C下保持0.5?4h ; 5-2)采用氧等离子刻蚀除掉硅棒顶部的光刻胶，裸露出硅棒顶部的二氧化硅层； 5-3)采用BOE溶液作为刻蚀除去硅棒顶部裸露的二氧化硅层。8.根据权利要求7所述的应用于层转移薄膜生长的籽晶阵列的制备方法，其特征在于:步骤6)包括: 6-1)采用CH3CH2CHO溶剂去除残留的光刻胶； 6-2)采用H3P04、CH3C00H、HN03及H2O的混合溶液作为腐蚀液除去残留的Al膜，获得籽晶阵列。
【专利摘要】本发明提供一种应用于层转移薄膜生长的籽晶阵列的制备方法，包括步骤：1）于具有周期性排列的硅棒的硅衬底表面形成阻挡层；2）于具有阻挡层表面形成硬掩膜；3）于所述硬掩膜表面旋涂PMMA及光刻胶；4）采用刻蚀工艺去除各所述硅棒顶部的硬掩膜；5）于所述硬掩膜表面及各所述硅棒顶部旋涂光刻胶，并采用湿法刻蚀工艺去除各所述硅棒顶部的阻挡层；6）去除各所述硅棒侧壁的硬掩膜，获得籽晶阵列。本发明的籽晶阵列具有较高的质量，且可重复使用的寿命较长，制备方法简单，适用于工业生产。
【IPC分类】H01L31/18
【公开号】CN104979425
【申请号】CN201410139064
【发明人】张伟, 刘东方, 王聪, 刘洪超, 陈小源, 杨辉, 鲁林峰
【申请人】中国科学院上海高等研究院
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2014年4月9日