[发明专利]一种纳米栅的制备方法、纳米栅及应用

权利要求书

1.一种纳米栅的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)提供工艺制备所需的晶圆；

(2)在晶圆上涂覆光刻胶类材料；

(3)利用光刻技术将步骤(2)中的光刻胶材料制备成图形结构；

(4)沉积第一隔离层材料，包覆所述图形结构；

(5)沉积第二隔离层材料，填充沟槽并覆盖表面；

(6)对步骤(5)所得材料表面进行平坦化，得到平坦的表面并且露出光刻胶类材料、第一、第二隔离层相间排列的复合结构；

(7)去除所述光刻胶类材料，在晶圆表面形成新的图形结构；

(8)沉积第三隔离层材料，填充新图形结构的沟槽并覆盖表面；

(9)对步骤(8)所得材料表面进行平坦化，使得平坦化后晶圆表面图形高度为步骤(6)所制得的复合结构的高度，在表面形成第一、第二、第三隔离层相间排列的结构；

(10)刻蚀去除相邻第二隔离层与第三隔离层之间的第一隔离层材料，至晶圆表面；

(11)沉积栅极材料，填充栅条沟槽并覆盖表面；

(12)对步骤(11)所得材料进行工艺处理，去除表面的栅极材料至第二、第三隔离层表面，在表面得到第三隔离层、纳米栅、第二隔离层与第一隔离层形成的复合隔离层相间排列的结构；

其中，所述第二隔离层与第三隔离层的材料相同。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的光刻材料为光刻胶和/或光敏性聚酰亚胺；和/或

步骤(12)中所述工艺处理方法选自CMP和/或刻蚀技术；

优选地，所述刻蚀技术选自以下一种或多种：氩离子刻蚀、RIE技术、ICP技术。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的图形结构，其图形间的间距为不小于第一隔离层厚度的二倍。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述晶圆选自以下一种或多种：硅、镓砷、碳化硅、镓氮、铟磷；

更优选地，所述晶圆为具有功能层的晶圆。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述隔离层的材料选自以下一种或多种：氮化硅、氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化铪、氧化钽、氧化锆、铝氮、氮化锆、氮化铪、氧化镍、氧化镓、氧化铌、氮化锆、α硅；

优选地，所述第一隔离层和第二隔离层的材料的刻蚀选择比大于2:1。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)、(5)、(8)中所述沉积方法为薄膜沉积技术，优选地，所述薄膜沉积技术选自以下一种或多种：ALD、PECVD、ICP-CVD、LPCVD、反应离子磁控溅射；和/或

步骤(3)中所述图形制备技术选自以下一种或多种：光刻技术、电子束曝光技术、激光直写技术；

优选地，所述光刻技术选自以下一种或多种：紫外光刻、DUV光刻、EUV光刻、浸没式光刻。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(6)、(9)中的平坦化方法选自以下一种或多种：CMP技术、PSG技术、离子选择性轰击；优选为CMP技术；和/或

步骤(11)中所述沉积栅极材料方法为薄膜制备技术，优选地，所述薄膜制备技术选自以下一种或多种：ALD、PECVD、ICP-CVD、反应离子磁控溅射、电子束蒸发；

所述纳米栅的材料选自以下一种或多种：金、钴、铝、镍、钛，铂，钯、氮化钛、氮化钽、钨、多晶硅。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

(13)采用常规工艺处理非纳米栅保留区域，得到所需的台面结构；

优选地，所述常规工艺选自以下一种或多种：光刻、湿法腐蚀、干法刻蚀。