一种纳米线模板制备方法以及纳米线模板

本发明涉及半导体，尤其涉及一种纳米线模板制备方法以及纳米线模板。

背景技术：

1、纳米材料是20世纪80年代中期发展起来的一种具有全新结构的材料，由于其独特的结构特性，使其在光学、电学、磁学、催化以及传感器等方面具有广阔的应用前景。20世纪90年代以来，以新一代量子器件和纳米结构器件为背景的纳米结构设计和合成成为纳米材料研究的新热点。在纳米结构中，纳米线有着广阔的应用前景。例如，zno纳米线有强的绿光发射现象，有望zno纳米线给激子在一维方向上的探测限域和传输带来光明前景；非晶sio纳米线的稳定强蓝光发射，有望在近场光学扫描显微镜的高分辨光学镜头和光学器件的连接上有应用；金属纳米线通过调整微纳尺度上的周期结构可以充分利用表面等离激元的特性，从而拓展表面等离激元器件在光电互联及非线性光学领域的应用前景；纳米线、纳米管和纳米带高的表面体积比使其电学性质对表面吸附非常敏感当外界环境等因素改变时会迅速引起界面离子电子输运的变化，利用其电阻的显著变化可作成传感器，其特点是响应速度快、灵敏度高、选择性比较优良。例如，已报道单根单晶sno纳米带在室温可做光化学no2传感器，实现了纳米线对气体分子的化学检测；mno2纳米线可以作为锂电池的正负极材料；铁、钴、镍纳米线阵列等具有优异的磁性能，可以用于磁性存储。

2、目前的纳米线制备方法有化学气相沉积法、热解法、激光烧蚀法、电化学方法、电弧法、自组装、溅射法、碳纳米模板法。然而这些方法制备的纳米线通常尺寸工艺重复性差、纳米线可调控能力差、生长纳米材料单一。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种纳米线模板制备方法以及纳米线模板，用于可重复制备纳米线、灵活调控纳米线的尺寸同时能够制备多种材料的纳米线。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一方面，本发明提供一种纳米线模板制备方法，包括：

4、在衬底上至少沉积两层叠层；所述叠层包括第一叠层和第二叠层；所述第一叠层和所述第二叠层均包括牺牲层和材料层；所述牺牲层沉积在所述材料层上；

5、形成所述第一叠层和所述第二叠层对应的预设宽度的侧墙结构；

6、在所述侧墙结构和所述第二叠层中的材料层上生长一层辅助层；

7、对所述侧墙结构中除牺牲层以外的结构进行平坦化处理并去除剩下的所述牺牲层，形成所述预设宽度的纳米线凹槽，得到纳米线模板。

8、与现有技术相比，本发明提供的一种纳米线模板制备方法，包括在衬底上至少沉积两层叠层；叠层包括第一叠层和第二叠层；形成第一叠层和第二叠层对应的预设宽度的侧墙结构；通过侧墙结构的宽度可以控制形成的纳米线凹槽的宽度，在侧墙结构和第二叠层中的材料层上生长一层辅助层；对侧墙结构中除牺牲层以外的结构进行平坦化处理并去除剩下的所述牺牲层，形成预设宽度的纳米线凹槽，得到纳米线模板。通过本纳米线模板，制备的纳米线的宽度和高度均可控制，另外可以用于制备单晶硅、单晶锗硅等单晶，介质氧化物、导体氧化物、半导体氧化物等氧化物，介质氮化物、导体氮化物、半导体氮化物等氮化物，ⅲ-ⅴ族化合物、氟化物、碳化物、硅化物，金属、非金属、合金等单质，多材料的纳米线，且与cmos工艺兼容，可以实现高重复性大批量制备。

9、另一方面，本发明还提供一种纳米线模板，包括：

10、衬底；

11、沉积在所述衬底上的第二叠层结构的材料层；

12、形成在所述第二叠层结构的材料层上的预设宽度的纳米线凹槽；所述纳米线凹槽是对侧墙结构中除牺牲层以外的结构进行平坦化处理并去除剩下的所述牺牲层得到的；所述侧墙结构是通过第一叠层和所述第二叠层对应形成的；所述第一叠层和所述第二叠层均包括牺牲层和材料层，所述牺牲层是沉积在所述材料层上的。

13、与现有技术相比，本发明提供的纳米线模板的有益效果与上述技术方案所述一种纳米线模板制备方法的有益效果相同，此处不做赘述。

技术特征：

1.一种纳米线模板制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述纳米线模板制备方法，其特征在于，所述形成所述第一叠层和所述第二叠层对应的预设宽度的侧墙结构，包括：

3.根据权利要求1所述纳米线模板制备方法，其特征在于，所述衬底上沉积有n层叠层；n层叠层包括n/2个阵列单元，每个阵列单元均包括第一叠层和第二叠层，所述形成所述第一叠层和所述第二叠层对应的预设宽度的侧墙结构之后还包括：

4.根据权利要求1所述纳米线模板制备方法，其特征在于，所述在所述衬底上至少沉积两层叠层，包括：

5.根据权利要求2所述纳米线模板制备方法，其特征在于，所述刻蚀所述形成层，在所述牺牲结构两侧形成预设宽度的第一侧墙结构，包括：

6.根据权利要求1所述纳米线模板制备方法，其特征在于，所述形成所述预设宽度的纳米线凹槽，得到纳米线模板之后还包括：

7.根据权利要求1所述纳米线模板制备方法，其特征在于，所述衬底为硅基底，所述形成预设宽度的纳米线凹槽，得到纳米线模板之后还包括：

8.根据权利要求3所述纳米线模板制备方法，其特征在于，所述辅助层和所述牺牲层的材料不同。

9.根据权利要求6所述纳米线模板制备方法，其特征在于，所述形成纳米线后，还包括：

10.一种纳米线模板，其特征在于，包括：

技术总结本发明公开一种纳米线模板制备方法以及纳米线模板，涉及半导体技术领域，以解决传统纳米线制备方法重复性差，纳米线尺寸不可调控，且受光刻限制的问题。纳米线模板制备方法包括：在衬底上至少沉积两层叠层；形成第一叠层和第二叠层对应的预设宽度的侧墙结构；在侧墙结构和第二叠层中的材料层上生长一层辅助层；对侧墙结构中除牺牲层以外的结构进行平坦化处理并去除剩下的牺牲层，形成预设宽度的纳米线凹槽，得到纳米线模板。本发明提供的纳米线模板制备方法可重复制备纳米线、灵活调控纳米线的尺寸且不受光刻限制。技术研发人员：张琛琛,李俊杰,周娜,高建峰,李俊峰,罗军受保护的技术使用者：中国科学院微电子研究所技术研发日：技术公布日：2024/1/16