[发明专利]一种硅纳米阵列基底及其制备方法、应用

摘要

本发明属于表面增强拉曼光谱领域，涉及一种表面增强拉曼金属修饰硅纳米阵列基底及其制备方法、应用，制备方法包括以下步骤步骤1）基底为Si，分别用去离子水，无水乙醇，丙酮对基底进行超声处理，吹干；使用匀胶机在Si基底上旋涂一层光刻胶；然后在烘烤机上烘烤；步骤2）把Si基片全曝光；步骤3）把步骤2的Si基底进行显影；再用超纯水清洗Si，吹干后表面留有一层光刻胶的Si基底；步骤4）把步骤3所得的表面有光刻胶的Si基底放入反应离子刻蚀机内进行刻蚀，然后取出用丙酮超声处理去掉残留的光刻胶，清洗处理，干燥，制得锥状Si阵列；步骤5）在步骤4制得的锥状Si阵列上分别沉积Ag单层薄膜或Ag和Au的双层薄膜。

主权项

一种表面增强拉曼金属修饰硅纳米阵列基底的制备方法，其特征在于所述的制备方法包括以下步骤：步骤1）：基底为4英寸的Si基底，分别用去离子水，无水乙醇，丙酮对基底进行超声处理，用氮气枪将其吹干；使用匀胶机在Si基底上旋涂一层1µm 的光刻胶，匀胶机的转速为：2500rpm，时间30s；然后在烘烤机上用100℃烘烤3min；步骤2）：把涂完光刻胶的Si基片放在远紫外光无模板的情况下全曝光1.5s；步骤3）： 把步骤2得到的曝光完的表面有光刻胶的Si基底进行显影，使用的显影液为AR302和水的混合溶液，显影时间为10s；再用超纯水清洗Si，清洗3次，再用氮气枪吹干后表面留有一层光刻胶的Si基底；这层光刻胶为RIE的软模板；步骤4）：把步骤3所得的表面有光刻胶的Si基底放入反应离子刻蚀机内进行刻蚀，刻蚀时间为3分钟，然后取出用丙酮超声处理去掉残留的光刻胶，最后在超纯水里清洗处理，再用氮气枪下干燥，制得高度有序的锥状Si阵列；步骤5）：用电子束物理气相沉积的方法在步骤4制得的锥状Si阵列上沉积Ag单层薄膜或Ag和Au的双层薄膜；所述的制备方法中反应离子刻蚀机的气流条件是SF6：O2=12sccm：4sccm；所述的制备方法中电子束物理气相沉积金属薄膜过程中功率为9%‑11%，沉积速率为：0.05nm/s；所述的制备方法中在锥状Si阵列上沉积Ag单层薄膜时厚度为30nm；所述的制备方法中在锥状Si阵列上沉积Ag和Au双层薄膜时Ag厚度为25nm，Au的厚度为5nm；所述的制备方法中显影液AR302和水组成的显影液中AR302与水的重量比为1:5；所述的一种表面增强拉曼金属修饰硅纳米阵列基底的制备方法制备得到的硅纳米阵列基底，制备得到的硅纳米阵列基底为锥状，尺寸为纳米级，高度为200nm，间隔为70nm，密度为50根/μm2。