本申请涉及微电子机械系统设计及加工,尤其涉及一种微沟槽阵列的制备方法。
背景技术:
1、在半导体制造领域,硅基底的湿法腐蚀是一项关键工艺,广泛应用于微纳米结构的制备。传统的湿法腐蚀方法主要集中在微米尺度的结构形成上,尽管这些方法能够有效制备金字塔型硅尖端、倒金字塔型硅陷坑等结构,但在纳米尺度的各向异性刻蚀中,技术的局限性日益显现。
2、现有技术在控制100nm以下精细结构方面面临诸多挑战,主要体现在腐蚀速率和形貌的控制上。随着电子器件向更小尺寸发展的趋势,纳米级结构的精确制造变得愈发重要。纳米级各向异性沟槽的制备具有广泛的应用潜力,如作为纳米颗粒的压印模板、压力传感器的填充区域以及量子点单光源和微透镜的生长基底。
技术实现思路
1、有鉴于此,本申请实施例致力于提供一种微沟槽阵列的制备方法,以满足对纳米尺度结构的精确控制需求。
2、所述微沟槽阵列的制备方法包括如下步骤:
3、在硅基底的表面生长掩膜层;
4、对所述掩膜层进行图案化处理;
5、对所述硅基底进行腐蚀,以得到第一沟槽;
6、在所述第一沟槽的表面形成保护层;
7、去除所述掩膜层,并对未被所述保护层覆盖的硅基底表面进行腐蚀,以形成第二沟槽;
8、去除所述保护层,以在所述硅基底上形成包括所述第一沟槽和所述第二沟槽的微沟槽阵列。
9、可选地,所述硅基底的表面为(100)晶面,所述第一沟槽的表面为(111)晶面,所述(100)晶面与所述(111)晶面之间的夹角为范围在50°-60°中的任一值;
10、所述第一沟槽的两个(111)晶面之间的夹角为范围在65-75°中的任一值。
11、可选地,所述第二沟槽的表面为(111)晶面;
12、所述第二沟槽的两个(111)晶面之间的夹角为范围在65-75°中的任一值。
13、可选地,所述保护层为二氧化硅层。
14、可选地,所述在所述第一沟槽的表面形成保护层的步骤中,利用加热的方法在所述第一沟槽的表面形成所述保护层。
15、可选地,所述对所述硅基底进行腐蚀,以得到第一沟槽的步骤中,利用湿法腐蚀的方法对所述硅基底进行腐蚀。
16、可选地,所述去除所述掩膜层,并对未被所述保护层覆盖的硅基底表面进行腐蚀,以形成第二沟槽的步骤中,利用湿法腐蚀的方法对未被所述保护层覆盖的硅基底表面进行腐蚀。
17、可选地,所述湿法腐蚀的腐蚀液为四甲基氢氧化铵,所述腐蚀液的质量分数为范围在1.5%-3%中的任一值;
18、所述湿法腐蚀的腐蚀时间为范围在2-10min中的任一值。
19、可选地,所述对所述掩膜层进行图案化处理的步骤中,利用干法刻蚀对所述掩膜层进行图案化处理。
20、可选地,所述掩膜层的材料为氮化硅、碳化硅或氮氧化硅。
21、根据本申请的方案,本申请方法采用分步腐蚀与保护层技术,使得在纳米尺度上精确控制图形的生成,从而能够有效地制作出100nm以下的微沟槽阵列结构。
1.一种微沟槽阵列的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述硅基底的表面为(100)晶面,所述第一沟槽的表面为(111)晶面,所述(100)晶面与所述(111)晶面之间的夹角为范围在50°-60°中的任一值;
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述第二沟槽的表面为(111)晶面;
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述保护层为二氧化硅层。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述在所述第一沟槽的表面形成保护层的步骤中,利用加热的方法在所述第一沟槽的表面形成所述保护层。
6.根据权利要求1-3和5中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述对所述硅基底进行腐蚀,以得到第一沟槽的步骤中,利用湿法腐蚀的方法对所述硅基底进行腐蚀。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述去除所述掩膜层,并对未被所述保护层覆盖的硅基底表面进行腐蚀,以形成第二沟槽的步骤中,利用湿法腐蚀的方法对未被所述保护层覆盖的硅基底表面进行腐蚀。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述湿法腐蚀的腐蚀液为四甲基氢氧化铵,所述腐蚀液的质量分数为范围在1.5%-3%中的任一值;
9.根据权利要求1-3、5和7-8中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述对所述掩膜层进行图案化处理的步骤中,利用干法刻蚀对所述掩膜层进行图案化处理。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述掩膜层的材料为氮化硅、碳化硅或氮氧化硅。