[发明专利]透射电镜和压电力显微镜通用的氮化硅薄膜窗口制备方法

摘要

本发明公开了一种透射电镜(TEM)和压电力显微镜(PFM)通用的氮化硅薄膜窗口制备方法，作为一种基于氮化硅薄膜窗口的样品载网，对于TEM和PFM通用。该载网采用薄膜制备、光学曝光、剥离、干法刻蚀、湿法腐蚀等半导体加工工艺制程，制作出包含电极材料的氮化硅薄膜窗口。可将需要进行PFM测试的样品通过聚焦离子束(FIB)技术转移至该窗口的电极材料上方进行测试。该氮化硅薄膜窗口同时符合TEM对样品的要求，可放置于商业化的TEM样品杆前端进行表征。同时，电极包含通过曝光制备的定位数字，方便在进行TEM表征时定位测试材料。从而可以将PFM和TEM结果一一对应，得到电畴结构和微区原子结构的一一对应，为材料结构研究提供极大的便利，具有产业利用价值。

主权项

1.一种透射电镜和压电力显微镜通用的氮化硅薄膜窗口制备方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：步骤1：选用双抛硅片作为衬底，硅片厚度在100‑300um，并将衬底清洗处理干净；步骤2：利用低压化学气相沉积设备，在步骤1所得干净的衬底两面均沉积20‑100nm厚的SiN薄膜；步骤3：在步骤2所得沉积过SiN薄膜的衬底的其中一面通过紫外曝光的方法开孔，并腐蚀掉孔中的Si，形成只有一层SiN薄膜的窗口；定义：有完整SiN薄膜的一面为正面，另一面为反面；步骤4：利用磁控溅射、电子束蒸发、化学气相沉积或原子层沉积薄膜制备设备，在步骤3所得衬底的正面沉积10‑100 nm厚的金属薄膜，金属为Au、Pt、W、Al或Cu；步骤5：将步骤4所得衬底上的金属薄膜图形化；步骤6：利用硅片切割机，将步骤5所得衬底切割成正方形，其中SiN窗格居中，切割出的正方形硅片衬底的边长在1.98‑2.12mm，使得该正方形对角线在2.8‑3.0mm，满足TEM对样品尺寸的要求；步骤7：将待测试表征的样品放置于步骤6所得的SiN薄膜窗口衬底上，即可进行PFM和TEM测试表征；其中：步骤3所述窗口的形成，具体包括：A1：在沉积过SiN薄膜的衬底的其中一面旋涂光刻胶；A2：光刻胶前烘；A3：紫外曝光方形的图形，图形的边长在150‑1500 μm，图形间距至少2mm；A4：显影，并于显影后立即用去离子水冲洗；A5：烘烤坚膜；A6：干法刻蚀掉曝光图形中间的SiN薄膜；A7：去胶；A8：置于30%的KOH溶液中腐蚀没有SiN薄膜保护的硅片，腐蚀厚度为硅片厚度，形成只有一层SiN薄膜的窗口；A9：去离子水清洗。