一种氮化铝锥尖及栅极结构的制作方法

摘要

本发明涉及一种氮化铝锥尖及其栅极锥尖结构的制备方法，该方法包括以下步骤：利用射频磁控溅射方法在干净的硅衬底上生长一层氮化铝薄膜或再沉积一层金膜，然后放入到聚焦离子束刻蚀系统中，当真空度达5.5×10-5mbar时，加5kV电子束高压，进行样品形貌观察和定位，再加离子束源和设置束流，最后设置刻蚀图样，并按照刻蚀图样对氮化铝薄膜样品进行聚焦离子束刻蚀，得到氮化铝锥尖3结构或栅极锥尖结构，所制备的氮化铝锥尖3结构的单个锥的长径比在(3-30)∶1之间，尖部最小曲率半径低于20纳米，底部直径为100纳米到几微米。该方法可以制备出长径比可控的氮化铝锥尖及其栅极锥尖结构，省去了传统工艺中必须的沉积绝缘层和光刻等多道工序，工艺简单和成本低。

主权项

1. 一种氮化铝锥尖的制作方法，包括以下步骤：1)清洗衬底：取一块硅衬底(1)，采用常规的半导体超声清洗工艺清洗干净待用；2)在衬底(1)上沉积氮化铝薄膜(2)：将经步骤1)清洗得到的硅衬底(1)，放入射频磁控溅射系统中进行射频磁控溅射，在衬底(1)上生长一层氮化铝薄膜(2)，其生长条件如下：基础真空为5×10-4Pa，氮气/氩气混合的比例为(40-90):10体积比，衬底温度控制在300-800℃范围内，溅射气压为5-50mTorr；生长时间为2-10小时，在硅衬底(1)上生长出厚度为150～1800纳米的(002)取向的氮化铝膜(2)；3)刻蚀氮化铝锥尖(3)：将步骤2)生长了氮化铝薄膜3的样品放入到聚焦离子束刻蚀系统中，当腔体真空度达5.5×10-5mbar时，加5kV电子束高压，；进行形貌观察，并进行样品定位；定好位后加镓离子束源，设置离子源束流；最后，通过预先设置刻蚀图样，按照预先设置刻蚀图样对氮化铝薄膜(2)样品进行聚焦离子束刻蚀，得到氮化铝锥尖(3)结构；其中聚焦离子束刻蚀参数：使用镓离子源，离子束电压30kV，束流采用10-300pA。