[发明专利]平面带

说明书

技术领域

本发明总体涉及具有高纵横比的结构从实质上非平面配置到实质上平面布置的转换。本发明具体涉及包含低维度结构的结构从实质上非平面配置到实质上平面布置的转换。要求上述平面配置使用处理技术对上述结构的特性进行慎重的修改，所述处理技术是无法应用的或者至少强加了很大的技术挑战。 

背景技术

为了简单起见，本发明关注于实质上垂直于衬底表面而延伸以大纵横比创建的结构的示例(即，这些结构的垂直于衬底表面而延伸的维度比平行于衬底表面而延伸的至少一个维度大得多)。这些结构的示例包括但不限于诸如纳米线、纳米柱和纳米管或例如待审英国专利申请0620134.7(英国专利申请公开号GB2442768A)中描述的鳍型结构之类的低维度伸长结构。 

使用合适的蚀刻掩模和诸如反应离子蚀刻之类的减性方法来制造纳米柱。由于蚀刻的特性，纳米柱将实质上垂直于衬底表面向外延伸。另一方面，通常使用诸如化学气相沉积或与合适的金属催化剂相结合的分子束外延等加性技术来制造纳米线，并且纳米线可以沿若干不同的晶体取向生长，所述晶体取向由上面形成有该纳米线的衬底的晶体取向来确定。然而，可再现的并且良好受控的纳米线生长通常与有且只有一个生长方向的抑制相关联。在硅纳米线从(111)硅表面生长的情况下，四个可能的[111]生长方向中只有一个生长方向垂直于硅表面延伸，对工艺条件的高度控制通常由与衬底表面高度垂直的一个占优势生长方向来反映。在形成上述结构之后，通常希望与光刻技术相结合应用以下技术中的至少一种技术来修改上述结构的特性，以便得到具体器件(例如，晶体管、二极管、传感器、激光器或发光器件)： 

1.加性(例如，沉积、转印) 

●沉积方法包括但不限于直接或间接的热蒸发、溅射沉积、化学气相沉积、旋涂、以及喷墨印刷。 

●转印方法包括干转印方法(如，基于戳的转印和器件接合)以及湿转印方法，在湿转印方法中，从溶液中发生所需结构的转印。 

2.减性(例如，蚀刻、溅射、溶解) 

●蚀刻包括湿化学蚀刻和干法蚀刻(例如，反应离子蚀刻)。干法蚀刻技术可以与溅射技术相结合。 

●溅射包括离子铣削。 

3.选择性(例如，自组装、化学功能化、局部加热、局部暴露于颗粒、局部暴露于机械应力) 

●局部加热的发生可以是由于局部地暴露于能量源(例如，聚焦的激光束、使用掩模的选择性暴露)，或者是由于伸长低维度结构或伸长低维度结构中的段的能量吸收特性。 

●化学功能性可以利用由材料成分限定的伸长低维度结构的具体表面性质。 

●颗粒的局部暴露除了包括上述光刻方法以外还包括聚焦离子束的使用。局部暴露于机械应力包括压印技术。 

注意，上述许多技术要求或受益于平面器件配置(各向同性蚀刻剂和溶剂的使用、保形涂覆技术、热氧化技术除外)以及包括最常用的光刻法在内的绝大多数光刻技术。 

此外，可能希望应用上述技术中的任何技术以在与上面形成有可转换结构的衬底不同的合适衬底上得到所需的器件。这将要求应用转印方法，如，基于戳的转印或直接器件接合，对于这一点，结构的平面配置是优选的。 

如果上面形成有结构的衬底的特性对于所需的应用没有益处而所需结构不能被直接制造在所需的最终衬底上以实现单片式集成，典型地则要求这种转印。单片集成可能并不可行，因为单片集成可能在 技术上不可实现或者不节约成本。 

单片集成可能是一种不节约成本的选择的示例是MEMS传感器上互补-金属氧化物半导体(CMOS)接口的单片集成，这通常要求经过昂贵的不会覆盖整个衬底区域的CMOS工艺。 

单片集成可能在技术上并不切实可行，这是因为要在上面集成器件的衬底无法承受工艺条件(例如，高温度阶跃)，或者不能以足够好的质量将所需的材料沉积到前述衬底上(例如，由于结构上不兼容)，或者工艺流程可能与先前制造在接收衬底上的器件不兼容(例如，在前述器件的镀金属之后的高温阶跃或者污染问题)。 

显示技术是结构不兼容性与玻璃衬底的低温度预算抑制在无定形玻璃衬底上形成单晶半导体的示例，这有利于集成具有不同功能的高性能半导体器件。这些器件的示例包括在诸如玻璃衬底或塑料衬底(可以是柔性的)等透明衬底上的npn晶体管和pnp晶体管(例如，以形成互补金属氧化物半导体(CMOS)电路)、压力传感器(例如，触觉式界面)、光传感器(例如，用于使显示器适于环境照明条件)以及最后但不是最不重要的红色、绿色和蓝色发光器件(LED)(例如，用于发射性显示器)。