一种具有金属硅化物纳米结构的材料及其制作方法

摘要

本发明涉及一种具有金属硅化物纳米结构的材料和制备方法，该材料包括在SOI衬底上制作的金属硅化物纳米结构；该SOI基片的绝缘介质层厚度为100-1000纳米，硅薄膜的厚度为50-500纳米。该制备方法包括将SOI衬底经过清洗、干燥后，旋涂正性光刻胶，曝光，显影和定影后，在SOI衬底的硅薄膜表面上，制作出所需纳米结构的掩模图形结构；采用反应离子刻蚀将SOI衬底的硅薄膜刻蚀成所需的纳米结构，刻蚀的深度为硅薄膜的厚度，再在含有硅纳米结构的绝缘层上，沉积形成金属硅化物所需的金属薄膜，之后高温退火使金属与硅发生固相反应，生成金属硅化物，经化学腐蚀除去未反应的金属，即形成金属硅化物纳米结构。该方法简单，并可以控制纳米结构的位置和尺度。

主权项

1. 一种具有金属硅化物纳米结构的材料的制作方法，包括以下步骤：1)选择SOI衬底，该SOI衬底经过清洗、干燥备用；2)设计好的金属硅化物纳米结构图形存入电子束曝光机内，或聚焦离子束直写系统；3)利用纳米尺度的加工技术，在SOI衬底上旋涂正性光刻胶，经热板上前烘，利用电子束曝光系统曝光，经过显影和定影后，在SOI衬底的硅薄膜(3)表面上，制作出所需纳米结构的掩模图形结构(4)；4)采用反应离子刻蚀方法，通过反应离子刻蚀工艺将步骤3)制作的掩模图形结构(4)转移到硅薄膜(3)上，将SOI衬底的硅薄膜刻蚀成所需的纳米结构(5)，刻蚀的深度为硅薄膜(3)的厚度，使得在不需要形成金属硅化物的地方，硅被完全刻蚀掉；5)采用镀膜工艺在含有硅的纳米结构(5)的绝缘介质夹层(2)上，沉积形成金属硅化物所需的金属薄膜(6)，该金属薄膜(6)的厚度为30-500纳米；6)采用高温退火方法使金属与硅发生固相反应，生成金属硅化物，其退火条件如下：通入氩气，流量为100-500sccm，衬底加热温度在300-900℃范围内，反应压力为1-100kPa；7)采用化学腐蚀方法，将在样品上的未反应的金属去除，在相应于硅纳米结构(5)的位置形成金属硅化物纳米结构(7)。