[发明专利]一种平面内纳米结构的精确可控制造方法

说明书

本发明涉及微纳加工的技术领域，更具体地，涉及一种平面内纳米结构的精确可控制造方法，包括：提供一块薄膜基板，所述薄膜基板的上部设有纳米自支撑薄膜；在纳米自支撑薄膜上加工所需形状的纳米结构；将加工得到的纳米结构收缩至所需尺寸，制成纳米掩膜板；将纳米掩膜板放置于待沉积的基片上方，并在纳米掩膜板及基片上方沉积所需材料；去除纳米掩膜板，在基片上得到所需形状尺寸的纳米结构。本发明可以在纳米级单层或多层复合薄膜上加工出所需位置、形状、数量的纳米结构，适用范围广；可以将纳米结构准确收缩为所需尺寸，制成纳米掩膜板，沉积所需单层或多层复合材料；可以实现特定尺寸、形状、数量、位置的纳米图案或纳米线的可控制造。

技术领域

本发明涉及微纳加工的技术领域，更具体地，涉及一种平面内纳米结构的精确可控制造方法。

背景技术

目前，纳米结构的制造方法可以分为“自上而下”方法和“自下而上”方法两类。“自上而下”的纳米结构制造主要采用电子束光刻、深反应离子刻蚀等工艺获得。由于制造纳米掩膜板的尺寸精度限制，只能实现0.6微米的亚微米线宽分辨率而采用电子束光刻也无法实现纳米结构的精准可控制造，并且成本较高；深反应离子刻蚀技术由于其特定材料限制且反应条件不易控制，很难实现所需纳米级尺寸的精度可控制造。最常见“自下而上”的纳米结构制造方法是采用化学气相沉积（CVD）技术。但是，CVD方法同样无法实现平面内纳米图形的精确可控制造。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种平面内纳米结构的精确可控制造方法，能够实现特定尺寸、形状、数量、位置的纳米图案或纳米线的可控制造，适用范围广泛。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种平面内纳米结构的精确可控制造方法，包括以下步骤：

S1. 提供一块薄膜基板，所述薄膜基板的上部设有纳米自支撑薄膜；

S2. 在步骤S1中所述的纳米自支撑薄膜上加工所需形状的纳米结构；

S3. 将步骤S2中加工得到的纳米结构收缩至所需尺寸，制成纳米掩膜板；

S4. 将步骤S3中所述的纳米掩膜板放置于待沉积的基片上方，并在纳米掩膜板及基片上方沉积所需材料；

S5. 去除纳米掩膜板，在基片上得到所需形状尺寸的纳米结构。

本发明的平面内纳米结构的精确可控制造方法，使用聚焦离子束等多种加工方式，在纳米级单层或多层复合薄膜上加工出所需位置，形状，数量的纳米结构，适用范围广；可以使用离子束或电子束将纳米结构准确收缩为所需尺寸，制成纳米掩膜板，沉积所需单层或多层复合材料；本发明可以实现特定尺寸、形状、数量、位置的纳米图案或纳米线的可控制造，具有广泛的应用前景及实用价值。

优选地，步骤S1中，所述薄膜基板包括自上而下顺次设置的第一氮化硅层、硅层以及第二氮化硅层，所述纳米自支撑薄膜设于第一氮化硅层。薄膜基板底部设有上窄下宽的锥形孔，纳米自支撑薄膜设于锥形孔的上方；锥形孔的设置便于纳米自支撑薄膜的放置与加工。

优选地，步骤S2中，所述纳米自支撑薄膜为由耐碱性溶液腐蚀的薄膜结构，所述碱性溶液选自KOH溶液、NaOH溶液、TMAH溶液中的一种或多种的组合。

优选地，步骤S2中，所述纳米自支撑薄膜为氮化硅薄膜或氮化硅/氧化硅/氮化硅三层复合薄膜。

优选地，步骤S2中，所述纳米自支撑薄膜的厚度为10nm~1μm；所述纳米自支撑薄膜形状选自正方形、长方形、圆形中的一种。