[发明专利]一种制备绝缘层上硅量子线的方法

权利要求书

1.一种制备绝缘层上硅量子线的方法，包括以下步骤：

第一步、清洗：将SOI衬底材料用清洗液清洗干净；

第二步、涂敷：在清洗干净的衬底材料上均匀涂敷电子抗蚀剂；

第三步、绘图：绘制含所需量子线图形，所述量子线部位由至少一个沿量子线延伸方向间隔分布的量子岛构成，所述量子岛的形状为沿量子线方向延伸的菱形；

第四步、曝光：按绘制好的图形对涂敷有电子抗蚀剂的衬底材料曝光，使量子岛在邻近效应作用下，形成所需的隐性连续量子线；

第五步、显影：借助显影液使曝光区域的电子抗蚀剂溶解，形成显性连续量子线；

第六步、镀铝：在显影后的衬底材料上蒸镀铝膜；

第七步、剥离：用丙酮浸泡，使衬底材料上未曝光区域的铝膜因对应区域的电子抗蚀剂被丙酮溶解而剥落，余下与绘制图形吻合的铝膜图形；

第八步、刻蚀：借助反应离子刻蚀铝膜之外的其它区域；即用铝膜图形作掩模将绘制的图形转移到衬底材料的顶层硅上；

第九步、去铝：用磷酸腐蚀液去除铝膜，使衬底材料的顶层形成所需含量子线图形。

2.根据权利要求1所述的制备绝缘层上硅量子线的方法，其特征在于：所述量子岛各相邻图形尖角相对，间隔小于量子线的宽度。

3.根据权利要求1或2的制备绝缘层上硅量子线的方法，其特征在于：所述第一步中的衬底材料采用由硅衬底、二氧化硅埋层、顶层硅构成的SOI衬底材料，首先用缓冲的氢氟酸溶液去除表面氧化层，将顶层硅减薄到5-10nm，再一次用硅清洗液清洗，最后用去离子水清洗。

4.根据权利要求3的制备绝缘层上硅量子线的方法，其特征在于：所述第二步中采用旋涂法在衬底材料表面涂200±20nm厚的聚甲基丙烯酸甲酯作为电子抗蚀剂膜，涂后在180±5℃下前烘80±10s，所述第六步蒸铝厚度控制在30±5nm。

5.根据权利要求4的制备绝缘层上硅量子线的方法，其特征在于：所述第四步中曝光剂量控制在80±10μC/cm²，所述第五步中显影时间控制在6±0.5min。

6.根据权利要求5的制备绝缘层上硅量子线的方法，其特征在于：所述第七步中采用丙酮浸泡，并采用超声辅助剥离曝光区域之外的铝膜。

7.根据权利要求6的制备绝缘层上硅量子线的方法，其特征在于：所述第八步中刻蚀气源及流量为：三氟甲烷30±10sccm、氧气(O₂)5±5sccm，反应腔压力控制在4.0-10.0Pa。

8.根据权利要求7的制备绝缘层上硅量子线的方法，其特征在于：所述第九步中采用磷酸浸蚀，温度70±5℃、时间35±5s，使衬底材料的顶层形成所需量子线，最后去离子水清洗。