[发明专利]一种基于热氧化工艺的纳米介质层制备方法

摘要

本发明一种基于热氧化工艺的纳米介质层制备方法,属于微电子与固体电子学、纳米科学技术领域。利用电子束曝光技术，在基底金属层上打开一个正方形掩膜窗口。利用热氧化方法对掩膜窗口处暴露的基底金属层进行氧化，具体工艺条件为置于烘箱150～200℃加热15～60min，丁酮试剂中经过加热、超声，完成掩膜剥离。表征结果显示，基于热氧化工艺的纳米介质层制备方法可成功制备具有一定氧化比例和一定厚度的介质层薄膜。本发明采用一步法在基底金属层表面原位氧化生成介质层，制备工艺简单，无需添加材料，界面共格性好、缺陷少，有望广泛应用于科研与生产。

主权项

一种基于热氧化工艺的纳米介质层制备方法，其特征在于步骤如下：1)对硅晶片衬底进行清洗；2)制备基底金属层，将基底金属层以电子束蒸发的方式置于硅晶片上；3)介质层掩膜的制备31)不涂胶以2000～6000rpm的转速空转硅晶片，以使硅晶片上的有机溶剂挥发干净；32)以2000～6000rpm的转速涂覆ZEP520光刻胶1～5min，再在热台上150～200℃前烘2～8min；33)利用电子束曝光，在基底金属层上曝光出0.3μm×0.3μm～1μm×1μm的正方形，形成正方形掩膜；34)利用对二甲苯对ZEP520光刻胶进行显影1～5min，利用异丙醇对ZEP520光刻胶进行定影1～3min，利用正己烷对ZEP520光刻胶进行正负离子交换20～60s，自然晾干；35)利用氧等离子体处理机，对步骤33)产生的正方形掩膜去残胶，获得介质层掩膜；所述氧等离子体处理机背底真空为0.3～0.7Torr，通入氧气流量10～50sccm，功率50～120watt，时间20～60s；4)介质层薄膜的制备令烘箱在1～2h升温至150～200℃，然后将硅晶片放入烘箱中，对掩膜内的基底金属层表面进行热氧化处理，加热保持15～60min后，将硅晶片置于空气中自然冷却至室温，生成纳米金属氧化物介质层；5)利用超声机对晶片进行光刻胶剥离将带有掩膜的硅晶片浸泡于丁酮溶液中，置于热台上60℃加热15min，再在30～60％的功率下超声2min，清水洗净，吹干。