基于静电场奇点自聚焦的圆片级低维纳米结构的制备方法

摘要

本发明涉及低维纳米结构的制备方法，解决了现有有序低维纳米结构只能小面积制造且成本高、污染严重的问题。基于静电场奇点自聚焦的圆片级低维纳米结构的制备方法包括如下步骤：首先在圆片级硅片衬底上通过光刻和刻蚀工艺得到低维纳米结构自组装物理衬底模板；然后将其放在磁控溅射仪目标靶上，合成的贵金属纳米颗粒自动沉积到尖端结构上得到贵金属薄膜；最后进行退火工艺。本发明所述的制备方法利用合成的纳米颗粒，依托传统的MEMS加工工艺制备，得到了低成本、零污染、圆片级大面积、高可靠性和高度有序的低维纳米材料结构；可广泛适用于有序低维纳米结构的大面积制造。

主权项

基于静电场奇点自聚焦的圆片级低维纳米结构的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（一）、低维纳米结构物理衬底模板的制备：步骤一：取直径为3inch～6inch、厚度为300～600μm的圆片级硅片衬底（1），采用热氧化法在圆片级硅片衬底（1）的正面和背面均生长一层厚度为300nm～500nm的SiO2掩膜层（2）； 步骤二：将圆片级硅片衬底（1）的正面进行表面清洁处理后涂一层正性光刻胶；利用光刻工艺，使圆片级硅片衬底（1）的正面上得到与掩膜板上形状相同的光刻图形（3）；步骤三：采用等离子体干法刻蚀方法将圆片级硅片衬底（1）正面的SiO2掩膜层（2）的露出部分腐蚀掉；步骤四：采用湿法各向异性腐蚀方法将圆片级硅片衬底（1）放入腐蚀液中对圆片级硅片衬底（1）进行刻蚀，从而将圆片级硅片衬底（1）的正面上露出部分腐蚀掉并将圆片级硅片衬底（1）顶部与光刻图形（3）接触的部分腐蚀成尖端状结构（4）；其中腐蚀液是由质量百分比为KOH：IPA：H2O=23%：14%：63%混合而成；步骤五：将圆片级硅片衬底（1）放入与正性光刻胶配套的剥离液中反应,从而去除圆片级硅片衬底（1）正面的光刻图形（3）； 步骤六：将圆片级硅片衬底（1）放入由体积百分比为HF: H2O=1:5混合而成的氢氟酸溶液中去除圆片级硅片衬底（1）正面和背面的SiO2掩膜层（2），从而得到带有尖端状结构（4）的低维纳米结构物理衬底模板；（二）、将低维纳米结构物理衬底模板放在内设贵金属靶材的磁控溅射仪的目标靶上，将磁控溅射仪内通入惰性气体氩气，惰性气体电离后轰击贵金属靶材从而使脱离贵金属靶材的贵金属纳米颗粒进行合成后淀积到低维纳米结构物理衬底模板上，在静电场奇点效应下合成的贵金属纳米颗粒有序紧凑的沉积到尖端状结构（4）的尖端上从而得到一层贵金属薄膜； (三)、将低维纳米结构物理衬底模板进行退火工艺，从而最终得到圆片级低维纳米结构。