[发明专利]一种纳米网的制备方法

说明书

本发明涉及一种垂直纳米网的制备方法，采用两次自对准的侧墙转移技术工艺形成纳米尺度两层侧墙交叉阵列，利用反应离子刻蚀(RIE)刻蚀氧化硅与氮化硅，形成氮化硅纳米网阵列，再以SiNx纳米网阵列为掩膜刻蚀衬底硅，形成垂直纳米纳米网阵列，最后通过酸性溶液腐蚀残留的氮化硅和氧化硅，制备出高纯度、无损伤、有序垂直排列的硅纳米网阵列。

技术领域

本发明涉及半导体集成技术领域，尤其涉及一种纳米网的制备方法。

背景技术

纳米网格(nano mesh)是制造传感器晶体管、微型机电系统、光学传感器和硅基电池的重要材料，特别是在新兴的柔性传感器具有重要的优势。垂直排列硅纳米线(VA-SiNW)阵列是一种特别的硅纳米结构，在下一代光伏、光催化、传感器件等方面表现出了巨大的潜力。

但是，目前制备纳米网格主要通过电子束曝光和刻蚀方案得到，制备效率低成本高，不能用于大规模制备和应用。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提出一种新型的垂直纳米网结构的制备方法。采用两次侧墙转移技术，形成氮化硅纳米网阵列，再以氮化硅纳米网阵列为掩膜图像刻蚀硅衬底，最后形成垂直排列的纳米网阵列。

一种垂直纳米网的制备方法，其特征在于：

提供衬底；

依次生长第一牺牲层、第二牺牲层，使得第二牺牲层形成多个第一长条图案；

形成第一掩膜层；

刻蚀所述多个第一长条图案上表面的第一掩膜层，使得所述多个第一长条图案两侧的第一掩膜层形成第一侧墙；

刻蚀掉第二牺牲层形成多个第一长条图案；

依次生长第三牺牲层、第四牺牲层，使得第四牺牲层形成多个第二长条图案，所述第二长条图案与所示第一长条图案垂直；

形成第二掩膜层；

刻蚀所述多个第二长条图案上表面的第二掩膜层，使得所述多个第二长条图案两侧的第二掩膜层形成第二侧墙；

刻蚀掉第四牺牲层形成的多个第二长条图案；

以第一侧墙和第二侧墙形成的纳米网为掩膜；刻蚀第一牺牲层和衬底，形成纳米网阵列。

本发明主要采用两次自对准的侧墙转移技术工艺形成纳米尺度两层侧墙交叉阵列，利用反应离子刻蚀(RIE)刻蚀氧化硅与氮化硅，形成氮化硅纳米网阵列，再以SiNx纳米网阵列为掩膜刻蚀衬底硅，形成垂直纳米网阵列，最后通过酸性溶液腐蚀残留的氮化硅和氧化硅，制备出高纯度、无损伤、有序垂直排列的硅纳米网阵列。

与现有技术相比，本发明有益的技术效果为：本发明提供的纳米网的制备方法可以得到纳米网阵列位置，尺寸和距离可控，能实现大规模的均匀的纳米网制备，可以控制硅纳网线阵列的有序分布，可获得较高、较纯的纳米网结构，对阵列几何形状的精确控制，制备效率高。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明衬底上依次生长第一牺牲层、第一刻蚀阻挡层和第一核心层的剖面示意图。

图2为本发明依次刻蚀第一核心层和第一刻蚀阻挡层形成顶模和芯模沿X方向的剖面示意图。

图3为本发明去掉顶模沿X方向的剖面示意图。

图4为本发明形成第一掩膜层沿X方向的剖面示意图。

图5为本发明形成第一侧墙沿X方向的剖面示意图。