[发明专利]一种金属孔可控制造方法

说明书

技术领域

本发明属于微纳制造与应用技术领域，涉及一种孔制作方法，特别是涉及一种金属孔可控制造方法。

背景技术

金属孔在催化、过滤、气体传感器以及生化检测领域有巨大的应用价值。常见金属孔制造方法有光刻与剥离法、聚焦离子束刻蚀法、纳米球光刻法与模板法。其中，光刻与剥离方法适用于2μm以上金属孔的制造，小尺寸金属孔制造需要借助昂贵的电子束光刻才能实现。虽然聚焦离子束刻蚀方法适用范围广，可以在很小范围内刻蚀不同尺寸的纳米孔。然而，在使用聚集离子束刻蚀金属孔精度高，操作时需要找到需要刻蚀的位置后才可以通过调整象散、聚焦等复杂步骤才可以制造纳米孔。对操作人员要求极高，严重降低制造效率。纳米球光刻法与模板法涉及纳米球转移与模板制造，使得金属孔制造工艺变得复杂。因此，研究新型金属孔制造方法具有十分重要的意义。本发明将正对设计出一种金属孔结构以及如何制造的。这种工艺简单、制造成本低的金属孔制造方法，必将具有重要的意义。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种金属孔可控制造方法，用于解决现有技术不可行的弊端，同时实现现有技术与MEMS技术相兼容，能有效降低制造工艺复杂程度问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种金属孔可控制造方法，所述制作方法至少包括步骤：

1)提供一基板；

2)通过沉积方法在基板表面沉积金属薄膜；

3)设定金属孔区域；

4)利用离子束辐照已经设定的金属孔区域中的金属薄膜，刻蚀出金属孔；

可选地，所述步骤1)中基板可以是陶瓷、砷化镓、碳化硅、氮化硅、氧化铝、氧化硅、硅、锗或锗硅。

可选地，其特征在于：所述步骤2)中沉积金属薄膜的工艺可以是物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)或者是电镀。沉积的金属可以是金、铜、铂、铝、钛、钨、镍、铬、锡、锌以及组成的多层金属薄膜，金属薄膜的厚度区间为5～800nm。

可选地，所述步骤3)设定金属孔区域。通过光刻暴露出金属纳米孔区域，区域面积范围在100nm²～1cm²。金属孔区域也可是不同尺寸范围的纳米、微米图形组成规则、或者不规格图形，或者是多个图形组成图形阵列。

可选地，所述步骤4)离子束辐照已经设定的金属孔区域中的金属薄膜，在离子束刻蚀金属的同时，由于去湿润效应出现金属孔。金属孔的直径范围为1nm～50μm。

如上所述，本发明提供一种金属孔可控制造方法。包括：首先提供一基板。通过沉积的方法，在基体表面沉积金属薄膜。接着，设定金属孔区域。最后，通过离子束辐照已经设定的金属孔区域中的金属薄膜，在去湿润效应的作用下，刻蚀出金属孔。

本发明中金属孔位置可控，解决了前人金属孔制造遇到的面积可控制造问题，有利于固态孔传感器的大规模集成制造与应用。相比较传统制造技术中的金属孔位置控制方法，本发明提出的基于光刻方法控制金属纳米孔区域和离子束辐照与去湿润效应制造金属孔的方法更为简单、高效。

附图说明

图1显示为本发明金属孔可控制造方法的工艺流程图。

图2显示为本发明所需的基板示意图。

图3显示为本发明金属孔可控制造方法步骤2)中呈现的结构示意图。

图4～5显示为本发明金属孔可控制造方法步骤3)中呈现的结构示意图。

图6～7显示为本发明金属孔可控制造方法步骤4)中呈现的结构示意图。

图8显示为本发明制造出的金属孔SEM实物图。

元件标号说明

S1～S4 步骤

1基板

2金属薄膜

20 金属孔

3光刻胶

30 金属孔区

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅附图1至图8。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。