[发明专利]使用纳米线掩模的光刻工艺和使用该工艺制造的纳米级器件

权利要求书

1.一种方法，包括：

在多层衬底的半导体上层上布置掩模，所述半导体上层邻近绝缘体下层，以及

在第一次光刻中去除所述上层未被所述掩模覆盖的区域，其中所述掩模包括分隔一段距离的第一导电片和第二导电片以及跨所述距离与所述第一导电片和所述第二导电片接触的纳米线。

2.如权利要求1的方法，其中所述第一次光刻使用深反应离子刻蚀执行，所述第一次光刻导致所述掩模和下方的半导体上层的结合。

3.如权利要求1的方法，其中所述纳米线具有0.1微米至50微米的长度，并且具有10纳米至50纳米的直径。

4.如权利要求1的方法，其中所述上层包括硅，所述下层包括二氧化硅，并且所述纳米线包括二氧化硅。

5.如权利要求4的方法，其中所述上层掺杂有正载流子元素或负载流子元素。

6.如权利要求1的方法，所述方法还包括：

布置绝缘层覆盖所述纳米线和所述硅层，以及

布置第三导电片于所述绝缘层上，

其中所述第一导电片和所述第二导电片分别形成场效应晶体管的源极端子和漏极端子，并且所述第三导电片形成场效应晶体管的栅极端子。

7.如权利要求1的方法，其中所述纳米线包括由绝缘材料制成的壳和由导电材料或半导电材料制成的芯，所述纳米线跨所述距离与所述第一导电片和所述第二导电片接触，并延伸越过所述导电片之一作为延伸部，并且其中所述方法还包括：

在第二次光刻中去除所述上层被所述纳米线延伸部覆盖的区域，

去除所述延伸部的部分壳以露出所述导电芯或半导电芯，以及

布置第三导电片与露出的芯接触，

其中所述第一导电片和所述第二导电片分别形成场效应晶体管的源极端子和漏极端子，并且所述第三导电片形成场效应晶体管的栅极端子。

8.如权利要求7的方法，其中所述纳米线的壳至少为5纳米厚。

9.如权利要求7的方法，其中所述纳米线的芯和所述纳米线的壳分别是Al、Si或Ti和Al、Si或Ti的氧化物。

10.如权利要求7的方法，其中所述纳米线的芯是Si，而所述纳米线的壳是二氧化硅。

11.如权利要求7的方法，其中所述纳米线的芯是碳纳米管，而所述纳米线的壳是二氧化硅。

12.如权利要求7的方法，其中所述第一导电片和所述第二导电片形成第一对端子，所述掩模还包括一对或多对端子，并且所述纳米线与所述一对或多对端子接触，并延伸越过所有的端子作为所述延伸部，并且其中每对端子和所述第三导电片形成场效应晶体管。

13.一种器件，包括：

分隔一段距离的第一导电端子和第二导电端子，以及

跨所述距离连接所述第一端子和所述第二端子的沟道，

其中所述器件按如下方式构建：

在多层衬底的半导体上层上布置掩模，所述掩模包括所述第一导电端子和所述第二导电端子以及跨所述距离与所述导电端子接触的纳米线，所述半导体上层邻近绝缘体下层，以及

在第一次光刻中去除所述上层未被所述掩模覆盖的区域以形成所述沟道。

14.如权利要求13的器件，其中所述第一次光刻使用深反应离子刻蚀执行，所述第一次光刻导致所述掩模和下方的半导体上层的结合。

15.如权利要求13的器件，其中所述纳米线具有0.1微米至50微米的长度，并且具有10纳米至50纳米的直径。

16.如权利要求13的方法，其中所述上层包括硅，所述下层包括二氧化硅，并且所述纳米线包括二氧化硅。

17.如权利要求16的方法，其中所述上层掺杂有正载流子元素或负载流子元素。

18.如权利要求13的器件，所述器件还包括：

覆盖所述纳米线和所述硅层的绝缘层，以及

布置在所述绝缘层上的第三导电端子，

其中所述器件是场效应晶体管并且所述第一导电端子和所述第二导电端子分别是源极端子和漏极端子，并且所述第三导电端子是栅极端子。