搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

一种简单高效的制备硅纳米孔阵结构的方法

戴隆贵 禤铭东 丁芃 贾海强 周均铭 陈弘

引用本文:
Citation:

一种简单高效的制备硅纳米孔阵结构的方法

戴隆贵, 禤铭东, 丁芃, 贾海强, 周均铭, 陈弘

A simple and efficient method for preparing silicon nanopit arrays

Dai Long-Gui, Xuan Ming-Dong, Ding Peng, Jia Hai-Qiang, Zhou Jun-Ming, Chen Hong
PDF
导出引用
  • 本文介绍了一种简单高效的制备硅纳米孔阵结构的方法. 利用激光干涉光刻技术, 结合干法和湿法刻蚀工艺, 直接将光刻胶点阵刻蚀为硅纳米孔阵结构, 省去了图形反转工艺中的金属蒸镀和光刻胶剥离等必要步骤, 在2英寸的硅 (001) 衬底上制备了高度有序的二维纳米孔阵结构. 利用干法刻蚀产生的氟碳有机聚合物作为湿法刻蚀的掩膜, 以及在干法刻蚀时对样品进行轻微的过刻蚀, 使SiO2点阵图形下形成一层很薄的硅台面, 是本方法的两个关键工艺步骤. 扫描电子显微镜图片结果表明制备的孔阵图形大小均匀, 尺寸可控, 孔阵周期为450 nm, 方孔大小为200280 nm.
    This article presents a simple and efficient method for preparing silicon nanopit arrays structure using laser interference lithography (LIL). Highly ordered nanopit arrays in two dimensions were fabricated on 2 inch Si (001) substrate by LIL and in combination with dry etching and wet etching processes. Dot arrays were directly etched to nanopit arrays with this method, which omitted the necessary steps of metal deposition and lift off in pattern reversal process. Forming a fluorocarbon organic polymer layer on silicon surface after dry etching, which can be used as a wet etching mask, and producing a thin silicon mesa layer under the SiO2 dot arrays by slight over-etching in dry etching process, are two key steps for this method. SEM images show the uniform and controllable pit arrays were prepared; the period of the arrays is 450 nm, the length of the pit is 200280 nm. The pit arrays are composes of square and inverted pyramids, and the four facets of the inverted pyramid correspond to four crystal planes (111) of Si substrate.
    • 基金项目: 国家自然科学基金 (批准号: 11204360, 61210014) 和国家高技术研究发展计划 (批准号: 2011AA03A112, 2011AA03A106) 资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11204360, 61210014), and the National High Technology Research and Development Program of China (Grant Nos. 2011AA03A112, 2011AA03A106).
    [1]

    Andrew N. Shipway, Eugenii Katz, Itamar Willner 2000 Chem Phys. Chem. 1 18

    [2]

    Xia Y N, Yang P D, Sun Y G, Wu Y Y, Mayers B, Gates B, Yin Y D, Franklin Kim, Yan H Q 2003 Adv. Mater. 15 353

    [3]

    Li X, Wang X W, Li X F, Qiao F, Mei J X, Li W, Xu J, Huang X D, Chen K J 2004 Acta Phys. Sin. 53 4392 (in Chinese) [李鑫, 王晓伟, 李雪飞, 乔峰, 梅嘉欣, 李伟, 徐 骏, 黄信凡, 陈坤基 2004 物理学报 53 4293]

    [4]

    Li Q, Wang K G, Dang W J, Hui D, Ren Z Y, Bai J T 2010 Acta Phys. Sin. 59 5851 (in Chinese) [李强, 王凯歌, 党维军, 惠丹, 任兆玉, 白晋涛 2010 物理学报 59 5851]

    [5]

    Chen P X, Fan Y L, Zhong Z Y 2009 Nanotechnol. 20 095303

    [6]

    Chen W, Haroon Ahmed 1993 Appl. Phys. Lett. 62 1499

    [7]

    Fujita J, Ohnishi Y, Ochiai Y, Matsui S 1996 Appl. Phys. Lett. 68 1297

    [8]

    John Melngailis 1987 J. Vac. Sci. Technol. B 5 469

    [9]

    Kubena R L, Joyce R J, Ward J W, Garvin H L, Stratton F P 1987 Appl. Phys. Lett. 50 1589

    [10]

    Fabrice Stehlin, Yannick Bourgin, Arnaud Spangenberg, Yves Jourlin, Olivier Parriaux, Stéphanie Reynaud, Fernand Wieder, Olivier Soppera 2012 Opt. Lett. 37 4651

    [11]

    Helmut Schift 2008 J. Vac. Sci. Technol. B 26 458

    [12]

    Petter K, Kipp T, Heyn C, Heitmann D, Schller C 2002 Appl. Phys. Lett. 81 592

    [13]

    Prodan L, Euser T G, van Wolferen H A G M, Bostan C, de Ridder R M, Beigang R, Boller K J, Kuipers L 2004 Nanotechnol. 15 639

    [14]

    Lim C S, Hong M H, Lin Y, Xie Q, Luk’yanchuk B S 2006 Appl. Phys. Lett. 89 1125

    [15]

    Ainara Rodriguez, Mikel Echeverría, Miguel Ellman, Noemi Perez, Verevkin Y K, Peng C S, Thierry Berthou, Zuobin Wang, Isabel Ayerdi, Joan Savall, Olaizola S M 2008 Microelectron. Eng. 85 1089

    [16]

    Chang-Hwan Choi, Chang-Jin Kim 2006 Nanotechnol. 17 5326

    [17]

    Jen Chung Lou, Oldham W G, Harry Kawayoshi, Peiching Ling 1992 J. Appl. Phys. 71 3225

    [18]

    Hyungtak Seo, Sung Bae Kim, Jongkook Song, Yangdo Kim, Hyun Soh, Young Chai Kim, Hyeongtag Jeon 2002 J. Vac. Sci. Technol. B 20 1548

  • [1]

    Andrew N. Shipway, Eugenii Katz, Itamar Willner 2000 Chem Phys. Chem. 1 18

    [2]

    Xia Y N, Yang P D, Sun Y G, Wu Y Y, Mayers B, Gates B, Yin Y D, Franklin Kim, Yan H Q 2003 Adv. Mater. 15 353

    [3]

    Li X, Wang X W, Li X F, Qiao F, Mei J X, Li W, Xu J, Huang X D, Chen K J 2004 Acta Phys. Sin. 53 4392 (in Chinese) [李鑫, 王晓伟, 李雪飞, 乔峰, 梅嘉欣, 李伟, 徐 骏, 黄信凡, 陈坤基 2004 物理学报 53 4293]

    [4]

    Li Q, Wang K G, Dang W J, Hui D, Ren Z Y, Bai J T 2010 Acta Phys. Sin. 59 5851 (in Chinese) [李强, 王凯歌, 党维军, 惠丹, 任兆玉, 白晋涛 2010 物理学报 59 5851]

    [5]

    Chen P X, Fan Y L, Zhong Z Y 2009 Nanotechnol. 20 095303

    [6]

    Chen W, Haroon Ahmed 1993 Appl. Phys. Lett. 62 1499

    [7]

    Fujita J, Ohnishi Y, Ochiai Y, Matsui S 1996 Appl. Phys. Lett. 68 1297

    [8]

    John Melngailis 1987 J. Vac. Sci. Technol. B 5 469

    [9]

    Kubena R L, Joyce R J, Ward J W, Garvin H L, Stratton F P 1987 Appl. Phys. Lett. 50 1589

    [10]

    Fabrice Stehlin, Yannick Bourgin, Arnaud Spangenberg, Yves Jourlin, Olivier Parriaux, Stéphanie Reynaud, Fernand Wieder, Olivier Soppera 2012 Opt. Lett. 37 4651

    [11]

    Helmut Schift 2008 J. Vac. Sci. Technol. B 26 458

    [12]

    Petter K, Kipp T, Heyn C, Heitmann D, Schller C 2002 Appl. Phys. Lett. 81 592

    [13]

    Prodan L, Euser T G, van Wolferen H A G M, Bostan C, de Ridder R M, Beigang R, Boller K J, Kuipers L 2004 Nanotechnol. 15 639

    [14]

    Lim C S, Hong M H, Lin Y, Xie Q, Luk’yanchuk B S 2006 Appl. Phys. Lett. 89 1125

    [15]

    Ainara Rodriguez, Mikel Echeverría, Miguel Ellman, Noemi Perez, Verevkin Y K, Peng C S, Thierry Berthou, Zuobin Wang, Isabel Ayerdi, Joan Savall, Olaizola S M 2008 Microelectron. Eng. 85 1089

    [16]

    Chang-Hwan Choi, Chang-Jin Kim 2006 Nanotechnol. 17 5326

    [17]

    Jen Chung Lou, Oldham W G, Harry Kawayoshi, Peiching Ling 1992 J. Appl. Phys. 71 3225

    [18]

    Hyungtak Seo, Sung Bae Kim, Jongkook Song, Yangdo Kim, Hyun Soh, Young Chai Kim, Hyeongtag Jeon 2002 J. Vac. Sci. Technol. B 20 1548

  • [1] 叶高杰, 殷澄, 黎思瑜, 俞强, 王贤平, 吴坚. 金属纳米颗粒双圆环阵列的表面格点共振效应. 物理学报, 2023, 72(10): 104201. doi: 10.7498/aps.72.20230199
    [2] 张海宝, 陈强. 非热等离子体材料表面处理及功能化研究进展. 物理学报, 2021, 70(9): 095203. doi: 10.7498/aps.70.20202233
    [3] 梁玲玲, 赵艳, 冯超. 铝基银纳米阵列制备及其紫外-可见-近红外光吸收特性. 物理学报, 2020, 69(6): 065201. doi: 10.7498/aps.69.20191522
    [4] 王丹, 叶鸣, 冯鹏, 贺永宁, 崔万照. 激光刻蚀对镀金表面二次电子发射的有效抑制. 物理学报, 2019, 68(6): 067901. doi: 10.7498/aps.68.20181547
    [5] 刘丽娟, 孔晓波, 刘永刚, 宣丽. 基于液晶/聚合物光栅的高转化效率有机半导体激光器. 物理学报, 2017, 66(24): 244204. doi: 10.7498/aps.66.244204
    [6] 王彬, 冯雅辉, 王秋实, 张伟, 张丽娜, 马晋文, 张浩然, 于广辉, 王桂强. 化学气相沉积法制备的石墨烯晶畴的氢气刻蚀. 物理学报, 2016, 65(9): 098101. doi: 10.7498/aps.65.098101
    [7] 弓志娜, 云峰, 丁文, 张烨, 郭茂峰, 刘硕, 黄亚平, 刘浩, 王帅, 冯仑刚, 王江腾. 光致电化学法提高垂直结构发光二极管出光效率的研究. 物理学报, 2015, 64(1): 018501. doi: 10.7498/aps.64.018501
    [8] 王建伟, 宋亦旭, 任天令, 李进春, 褚国亮. F等离子体刻蚀Si中Lag效应的分子动力学模拟. 物理学报, 2013, 62(24): 245202. doi: 10.7498/aps.62.245202
    [9] 郑树琳, 宋亦旭, 孙晓民. 基于三维元胞模型的刻蚀工艺表面演化方法. 物理学报, 2013, 62(10): 108201. doi: 10.7498/aps.62.108201
    [10] 吴俊, 马志斌, 沈武林, 严垒, 潘鑫, 汪建华. CVD金刚石中的氮对等离子体刻蚀的影响. 物理学报, 2013, 62(7): 075202. doi: 10.7498/aps.62.075202
    [11] 殷丽梅, 张伟刚, 薛晓琳, 白志勇, 魏石磊. 飞秒激光刻蚀非平行壁光纤微腔Mach-Zehnder干涉仪特性及其流体传感研究. 物理学报, 2012, 61(17): 170701. doi: 10.7498/aps.61.170701
    [12] 邓舒鹏, 李文萃, 黄文彬, 刘永刚, 彭增辉, 鲁兴海, 宣丽. 基于全息聚合物分散液晶的有机二维光子晶体激光器的研究. 物理学报, 2011, 60(8): 086103. doi: 10.7498/aps.60.086103
    [13] 贺平逆, 吕晓丹, 赵成利, 宁建平, 秦尤敏, 苟富均. F原子与SiC(100)表面相互作用的分子动力学模拟. 物理学报, 2011, 60(9): 095203. doi: 10.7498/aps.60.095203
    [14] 宁建平, 吕晓丹, 赵成利, 秦尤敏, 贺平逆, Bogaerts A., 苟富君. 样品温度对CF3+ 与Si表面相互作用影响的分子动力学模拟. 物理学报, 2010, 59(10): 7225-7231. doi: 10.7498/aps.59.7225
    [15] 李会峰, 高祥熙, 黄运华, 王建, 张跃, 赵婧. 掺铟氧化锌纳米阵列的制备、结构及性质研究. 物理学报, 2009, 58(4): 2702-2706. doi: 10.7498/aps.58.2702
    [16] 孙 萍, 徐 岭, 赵伟明, 李 卫, 徐 骏, 马忠元, 吴良才, 黄信凡, 陈坤基. 纳米球刻蚀法制备的二维有序的CdS纳米阵列及其光学性质的研究. 物理学报, 2008, 57(3): 1951-1955. doi: 10.7498/aps.57.1951
    [17] 李 卫, 徐 岭, 孙 萍, 赵伟明, 黄信凡, 徐 骏, 陈坤基. 基于直接胶体晶体刻蚀技术的高度有序纳米硅阵列的尺寸及形貌控制. 物理学报, 2007, 56(7): 4242-4246. doi: 10.7498/aps.56.4242
    [18] 邹和成, 乔 峰, 吴良才, 黄信凡, 李 鑫, 韩培高, 马忠元, 李 伟, 陈坤基. 激光干涉结晶技术制备二维有序分布纳米硅阵列. 物理学报, 2005, 54(8): 3646-3650. doi: 10.7498/aps.54.3646
    [19] 任立勇, 姚保利, 侯 洵, 易文辉, 汪敏强. 有机聚合物薄膜激光诱导相位孔衍射的实验和理论. 物理学报, 2000, 49(10): 1973-1977. doi: 10.7498/aps.49.1973
    [20] 吴长勤, 张宇钟, 傅荣堂, 孙 鑫. 纯有机聚合物磁性的模型研究. 物理学报, 1999, 48(4): 713-720. doi: 10.7498/aps.48.713
计量
  • 文章访问数:  6896
  • PDF下载量:  715
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-03-20
  • 修回日期:  2013-03-29
  • 刊出日期:  2013-08-05

/

返回文章
返回