一种超高密度信息存储用纳机电探针的制备方法

摘要

本发明公开了一种以金属硅化物为针尖的超高密度信息存储用纳机电探针的制备方法，先在光刻单晶硅基体的正面SiO2钝化层上形成窗口和针尖掩膜，刻蚀窗口制得悬臂梁正面窗口和固定锚，再去除针尖掩膜和剩余的正面SiO2钝化层得到悬臂梁正面和硅针尖，在悬臂梁正面和硅针尖正面沉积金属薄膜形成金属硅化物导电层和金属硅化物探针针尖；在金属硅化物导电层和金属硅化物探针针尖正面制备Si3N4薄膜，去除金属硅化物针尖周围的Si3N4薄膜露出金属硅化物探针针尖；最后光刻单晶硅基体背面SiO2钝化层形成刻蚀悬臂梁形成的窗口，对刻蚀悬臂梁形成的窗口进行刻蚀形成悬臂梁和基座，制备的纳机电探针具有良好导电性和耐磨损性，制作成本低廉，与常规MEMS工艺兼容。

主权项

一种超高密度信息存储用纳机电探针的制备方法，其特征是采用如下步骤：1）在单晶硅基体（1）的两面用热氧化法分别制得正面SiO2钝化层（2）和背面SiO2钝化层（3）；2）光刻正面SiO2钝化层（2），形成刻蚀针尖形成的窗口（2a）和针尖掩膜（2b），针尖掩膜（2b）靠近单晶硅基体（1）前端，剩余的正面SiO2钝化层（2）位于单晶硅基体（1）后端，刻蚀针尖形成的窗口（2a）位于针尖掩膜（2b）和剩余的正面SiO2钝化层（2）之间；3）用氢氧化钾溶液对所述刻蚀针尖形成的窗口（2a）进行各向异性湿法刻蚀，制得悬臂梁正面窗口（1a）和固定锚（d），固定锚（d）在悬臂梁正面窗口（1a）的后侧壁上；4）用氢氟酸缓冲液去除针尖掩膜（2b）和剩余的正面SiO2钝化层（2），得到悬臂梁正面（1b）和硅针尖（a’）；5）在悬臂梁正面（1b）和所述硅针尖（a’）正面沉积金属薄膜，对金属薄膜进行原位退火，形成金属硅化物导电层（4）和金属硅化物探针针尖（a），去除未形成金属硅化物的金属；6）在金属硅化物导电层（4）和金属硅化物探针针尖（a）正面制备Si3N4薄膜（5）；7）对Si3N4薄膜（5）光刻形成两个矩形窗口，两个矩形窗口中露出金属硅化物导电层（4），去除金属硅化物探针针尖（a）周围的Si3N4薄膜（5），露出金属硅化物探针针尖（a）；8）光刻背面SiO2钝化层（3），形成刻蚀悬臂梁形成的窗口（3a），剩余的背面SiO2钝化层（3）位于单晶硅基体（1）后端，对所述刻蚀悬臂梁形成的窗口（3a）进行刻蚀，形成悬臂梁（b）和基座（e），制得超高密度信息存储用纳机电探针。