薄膜沉积：在Si/Si02基底上用脉冲激光沉积（PLD) (Coherent 350激 光器）的方法沉积100纳米厚的ZnO薄膜，最佳条件：温度：500°C，氧压：30Pa，激光能量： 300mJ，频率：10Hz，沉积时间：15min。
[0035] 第二步，侧壁结构成形： 1.利用匀胶机旋涂光刻胶(光刻胶为苏州瑞红生产的RZJ-304正性光刻胶）：低转速 500rpm 5s，高转速3000rpm 20s;烘胶：前烘100°C 120s，然后利用电子束蒸发沉积一层 厚度为20纳米金属Cu。开始蒸镀前，利用电子束蒸发系统携带的考夫曼离子源清洗系统对 样品表面进行清洗，极限真空：8Χ 10Λ考夫曼离子源清洗:Ar工作压力2X ΚΓ2,放电电压 68V，灯丝电流8A，加速电压150V，束流电压500V，清洗时间60s。然后开扫描，调节高压选 择8KV，调节枪灯丝电流0. 4A，调节束流300mA，蒸发速率大约在0. 2nm/s，蒸发一层厚度为 20nm的金属铜。
[0036] 2.利用匀胶机第二次旋涂光刻胶：利用匀胶机旋涂光刻胶(光刻胶为苏州瑞红 生产的RZJ-304正性光刻胶）：低转速500rpm 5s，高转速3000rpm 20s ;烘胶：前烘100°C 120s，然后利用ABM公司生产的光刻机进行光刻：曝光8s，光强15mw/cm2,然后显影(将样品 浸入苏州瑞红生产的RZX-3038正性显影液中，显影时间为10s，然后迅速用去离子水清洗， 并用氮气吹干，显微镜下观察光刻的效果，坚膜：l〇〇°C 5min)得到Y方向的侧壁结构。
[0037] 3.利用离子束刻蚀（IBE，型号IBE-150B)刻蚀光刻显影后露出的金属Cu。真空 度：5.0 X 10Λ样品台温度：6°C，入射角：θ=15°，Ar流量MFCl :4· 16,阴极电流：13·0Α， 阳极电压：60V，屏级电压：500V，加速电压：300V，中和电流：10. 2Α，偏置：1. 20,输入电压： 220V，刻蚀时间90秒。
[0038] 4.利用金属铜掩膜，采用反应离子刻蚀对金属铜掩膜上面残留的光刻胶进行刻 蚀，功率：450w，压强：225mtorr，氧气流量：100sccm，工作时间：4min，同时对在金属铜掩膜 下的光刻胶上形成侧壁结构。
[0039] 第三步，硬掩膜材料沉积：利用原子层沉积技术（Atom Layer Deposition (ALD) 型号：Savannah 100，Cambridge Nanotech)沉积10纳米厚Al2O3硬掩膜材料，前驱体脉冲 时间：0. 03s，暴露时间：5s，清扫时间：30s，温度：150°C，循环次数：80次。
[0040] 第四步，暴露硬掩膜材料掩盖的光刻胶材料：离子束刻蚀（IBE，型号IBE-150B) 顶部和底部硬掩膜材料Al2O3的部分。真空度：5.0 X 10Λ样品台温度：6°C，入射角： Θ =15°，Ar流量MFCl :4. 16,阴极电流：13. 0A，阳极电压：60V，屏级电压：500V，加速电压： 300V，中和电流：10. 2A，偏置：1. 20,输入电压：220V，刻蚀时间60秒。
[0041] 第五步，硬掩膜纳米结构的形成：把第四步刻蚀结束后的样品取出浸入到丙酮中 超声5min，剥离光刻胶，然后去离子水清洗3遍，氮气吹干得到10纳米硬掩膜材料的纳米结 构。
[0042] 第六步，薄膜材料的纳米结构刻蚀：利用A1203作为离子束刻蚀（IBE) ZnO材料的 硬掩膜材料。真空度：5. 0 X 10_4,样品台温度：6°C，入射角：Θ =15°，Ar流量MFCl :4. 16， 阴极电流：13. 0A，阳极电压：60V，屏级电压：500V，加速电压：300V，中和电流：10. 2A，偏置： 1. 20,输入电压：220V，刻蚀时间300秒形成10纳米ZnCVAl2O3纳米线结构。
[0043] 第七步，湿法剥离掉硬掩膜材料：把第六步刻蚀结束后的样品取出浸入到光刻胶 显影液B中，浸泡10min)，光刻胶显影液泡3分钟，湿法刻蚀Al2O3，然后去离子水漂洗三 次，得到10纳米尺寸ZnO纳米条。
[0044] 实例2，10纳米ZnO纳米点的侧壁纳米结构成形方法 第一步至第七步与实例1方法得到10纳米尺寸ZnO纳米条一致 第八步，侧壁结构成形：利用匀胶机旋涂光刻胶(光刻胶为苏州瑞红生产的RZJ-304 正性光刻胶）：低转速500rpm 5s，高转速3000rpm 20s;烘胶：前烘KKTC 120s，利用ABM 公司的光刻机进行光刻：曝光8s，光强15mw/cm2,然后显影(将样品浸入苏州瑞红生产的 RZX-3038正性显影液中，显影时间为10s，然后迅速用去离子水清洗，并用氮气吹干，显微 镜下观察光刻的效果，坚膜：l〇〇°C 5min)得到X方向的侧壁结构。
[0045] 第九步，硬掩膜材料沉积：利用原子层沉积技术（Atom Layer Deposition (ALD) 型号：Savannah 100，Cambridge Nanotech)沉积10纳米厚Al2O3硬掩膜材料，前驱体脉冲 时间：0. 03s，暴露时间：5s，清扫时间：30s，温度：150°C。循环次数：80次。
[0046] 第十步，暴露硬掩膜材料掩盖的光刻胶材料：离子束刻蚀（IBE，型号IBE-150B) 顶部和底部硬掩膜材料Al2O3的部分。真空度：5.0 X 10Λ样品台温度：6°C，入射角： Θ =15°，Ar流量MFCl :4. 16,阴极电流：13. 0A，阳极电压：60V，屏级电压：500V，加速电压： 300V，中和电流：10. 2A，偏置：1. 20,输入电压：220V，刻蚀时间60秒。
[0047] 第十一步，硬掩膜纳米结构的形成：把第四步刻蚀结束后的样品取出浸入到丙酮 中超声5min，剥离光刻胶，然后去离子水清洗3遍，氮气吹干得到10纳米硬掩膜材料的纳米 结构。
[0048] 第十二步，薄膜材料的纳米结构刻蚀：利用A1203作为离子束刻蚀（IBE) ZnO材料 的硬掩膜材料。真空度：5. Ox 10_4,样品台温度：6°C，入射角：Θ =15°，Ar流量MFCl :4. 16， 阴极电流：13. 0A，阳极电压：60V，屏级电压：500V，加速电压：300V，中和电流：10. 2A，偏置： 1. 20,输入电压：220V，刻蚀时间300秒，形成10纳米ZnCVAl2O3纳米线结构。
[0049] 第十三步，湿法剥离掉硬掩膜材料：把第六步刻蚀结束后的样品取出浸入到光刻 胶显影液B中，浸泡10min)，光刻胶显影液泡3分钟，湿法刻蚀Al2O3，去离子水漂洗三次， 得到10纳米尺寸ZnO纳米点。
[0050] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对 本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些 属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种纳米结构的侧壁成形制造方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、提供衬底； 步骤二、在所述衬底上沉积薄膜； 步骤三、侧壁结构成形，具体为： 301、 在所述薄膜上采用匀胶机旋涂光刻胶，对光刻胶进行前烘； 302、 在光刻胶上采用磁控溅射、电子束蒸发、化学气相沉积厚度为5纳米~20纳米的金 属或者氧化物材料； 303、 在所述金属或者氧化物材料上旋涂光刻胶，对光刻胶进行前烘后利用光刻机进行 光刻，显影后采用去离子水清洗，并用氮气吹干得到垂直于金属或者氧化物材料的侧壁结 构； 304、 采用反应离子刻蚀或者离子束刻蚀对金属或者氧化物材料进行刻蚀； 305、 以金属或者氧化物材料为掩膜，采用反应离子刻蚀对位于金属或者氧化物材料上 面的光刻胶进行刻蚀，形成纳米条侧壁； 步骤四、采用原子层沉积技术沉积硬掩膜纳米材料； 步骤五、采用离子束刻蚀对硬掩膜纳米材料进行刻蚀，暴露光刻胶； 步骤六、采用丙酮剥离光刻胶，以形成纳米侧壁图形； 步骤七、以所述纳米侧壁图形为掩膜，采用离子束刻蚀薄膜； 步骤八、采用湿法腐蚀或者化学气相沉积刻蚀硬掩膜材料得到薄膜材料的纳米条侧 壁。
2. 根据权利要求1所述的一种纳米结构的侧壁成形制造方法，其特征在于，所述硬掩 膜材料为 A1203或 Si 3N4或 RuO 或 a-Carbon。
3. 根据权利要求1所述的一种纳米结构的侧壁成形制造方法，其特征在于，所述步骤 二中沉积薄膜的方法为磁控溅射或电子束蒸发或化学气相沉积或溶胶凝胶或喷涂法。
4. 根据权利要求1所述的一种纳米结构的侧壁成形制造方法，其特征在于，所述步骤 四中沉积硬掩膜纳米材料的方法为原子层沉积方法或化学气相沉积方法。
5. 根据权利要求1所述的一种纳米结构的侧壁成形制造方法，其特征在于，步骤八之 后还包括以下步骤： 步骤九、采用匀胶机在衬底及纳米条上旋涂光刻胶，前烘后利用光刻机进行光刻，显 影后浸入到去离子水中清洗，并用氮气吹干得到垂直于衬底方向的侧壁结构； 步骤十、采用原子层沉积技术或化学气相沉积方法沉积硬掩膜材料； 步骤十一、暴露硬掩膜材料掩盖的光刻胶：利用离子束刻蚀对硬掩膜材料进行刻蚀，并 暴露光刻胶； 步骤十二、采用丙酮剥离光刻胶，形成硬掩膜材料垂直于衬底方向的纳米线结构； 步骤十三、在薄膜材料上刻蚀，形成硬掩膜材料垂直于衬底方向的纳米线和薄膜材料 的纳米点共存的纳米结构； 步骤十四、采用湿法腐蚀或者化学气相沉积刻蚀剥离掉硬掩膜材料，得到薄膜材料的 纳米点侧壁。
【专利摘要】本发明公开了一种纳米结构的侧壁成形制造方法，该方法可以人工制造任意尺寸和小于5nm的纳米点和线结构。低价的纳微米结构的制造方法：与传统的制造方法相比，“侧壁纳米结构成形”的方法，无需依赖昂贵的电子束曝光设备和高分辨率的深紫外光刻设备，做到低价的纳米结构产生方法，可广泛应用于纳米基础科学和应用研究和工业化生产中对纳微米结构制造的需求。宽的纳微米结构制造范围：因为侧壁纳米结构成形方法制备的纳微米结构取决于沉积的侧壁硬掩膜材料的厚度，这样利用这种方法可以制造任意尺寸的纳微米结构。
【IPC分类】B82Y40-00, B82B3-00
【公开号】CN104528634
【申请号】CN201410782852
【发明人】章伟, 李涛, 秦薇薇, 仇俊文, 马先俊, 黄胜明
【申请人】南京工业大学, 南京益得冠电子科技有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月16日