[发明专利]一种制备纳米孔阵列结构的方法

说明书

本发明提供了一种制备纳米孔阵列结构的方法，包括：在基底表面形成图形刻蚀层的工序；对图形刻蚀层进行处理以在基底表面形成纳米孔阵列结构的工序，所述对图形刻蚀层进行处理包括图案掩膜层制作工序和图案刻蚀工序；以基底表面的纳米孔阵列结构为掩膜，对基底进行刻蚀，将结构转移至基底，并去除基底表面结构的工序。本发明方法可以快速高效、大面积制备纳米孔阵列结构，成本低廉。

技术领域

本发明属于微纳米结构制备领域，具体涉及一种制备纳米孔阵列结构的方法。

背景技术

微纳米科技是一种新兴的科技工艺，也必然是一个不断发展进步的领域，无论是集成电路技术，还是微系统技术或者纳米技术，其共同特征是功能结构的尺寸在微米或纳米的范围，而功能结构的纳米化带来的不仅仅是能源和原材料的节省，而且使多功能的高度集成和生产成本的大大降低。实现功能结构微纳米化的基础是先进的微纳米加工技术，而传统的制备这类纳米级主要采取聚焦离子束刻蚀(FIB)、电子束曝光(EBL)、纳米压印、纳米球自组装等工艺，前两种方式工艺设备极其昂贵、且均采用逐点扫描的加工方式，当样品面积大时效率极低，而纳米压印模板成本高、且一旦定型无法更改。另一方面，纳米球自组装方法制备纳米结构简单高效、成本低廉，但其所形成的结构形式较为单一；后来提出的模板辅助自组装方法虽然一定程度上增加了纳米球自组装方法所能形成的图案种类，但是单一模板所形成的纳米结构仍然不够丰富。因此，为了实现更加丰富的纳米阵列结构的制造，需要在现有的技术上进行更进一步的改进，以形成一种新的纳米加工方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备纳米孔阵列结构的方法，解决现有技术制备的纳米结构单一，成本高，大面积制备效率低的问题。

本发明的目的，通过以下的技术方案来实现：

一种制备纳米孔阵列结构的方法，包括：

在基底表面形成图形刻蚀层的工序；

对图形刻蚀层进行处理以在基底表面形成纳米孔阵列结构的工序，所述对图形刻蚀层进行处理包括图案掩膜层制作工序和图案刻蚀工序；

以基底表面的纳米孔阵列结构为掩膜，对基底进行刻蚀，将结构转移至基底，并去除基底表面结构的工序。

本发明中，基底材料为半导体或绝缘体。优选地，所述基底为硅基底。

本发明中，在基底表面的图形刻蚀层可以是单一材料层或者是不同材料层叠加而成的复合材料层。图形刻蚀层的材料层数根据所需要的目标纳米孔阵列结构而定，目标纳米孔阵列结构越复杂，图案越丰富，所需要的材料层越多。

本发明中，图案掩膜层制作工序如下：在材料层表面通过自组装方法排列一层纳米小球，对纳米小球进行处理，使得纳米小球的半径达到需要的大小，通过物理沉积法镀刻蚀掩膜层，再去除纳米小球，在材料层表面形成图案为带圆孔的掩膜层。

进一步地，所述自组装方法为气液界面自组装方法或者垂直沉降方法。优选地，自组装方法为气液界面自组装方法。

所述纳米小球为聚苯乙烯纳米小球或二氧化硅纳米小球。

对纳米小球进行处理为采用感应耦合等离子刻蚀(ICP)工艺或等离子清洗机的氩(Ar)离子刻蚀工艺对纳米球进行刻蚀。

进一步地，等离子清洗机Ar的工作功率为150W-500W，反应腔内压强为200±70mtorr，Ar的流量为72sccm，时间为180s-600s。

本发明中，物理沉积法包括电子束蒸发、热蒸发、磁控溅射。

本发明中，掩膜层为铝层或者三氧化二铝层。优选地，所述D层为铝层，采用电子束蒸镀方式，速率为

本发明中，去除纳米小球采用腐蚀液或超声清洗机去除。