本申請涉及微納加工,特別是涉及一種金屬納米縫隙陣列的制備方法。
背景技術(shù):
1、隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,納米縫隙器件受到了廣泛關(guān)注。
2、與固態(tài)器件相比,納米縫隙器件具有本質(zhì)優(yōu)勢:一方面,由于其獨(dú)特的無散射電子傳輸特性,納米縫隙器件可實(shí)現(xiàn)飛秒級超快電響應(yīng)和太赫茲范圍的截止頻率;另一方面,源于其無結(jié)特性,納米縫隙器件對高溫和輻射具有卓越耐受性;此外,納米縫隙器件的片上集成能力為高性能集成電路的實(shí)現(xiàn)提供了新途徑。這些特性使納米縫隙器件成為高頻高速系統(tǒng)的理想選擇。
3、現(xiàn)有技術(shù)中,納米縫隙的加工方法主要依賴于電子束光刻、聚焦離子束等復(fù)雜納米加工手段。
4、但是,上述方法的加工成本高昂、深寬比低、無法制備異質(zhì)電極、難以大面積批量化制備。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于此,有必要針對上述技術(shù)問題,提供一種金屬納米縫隙陣列的制備方法,能夠使用常規(guī)儀器方法制備金屬納米縫隙陣列,能夠制備異質(zhì)電極,深寬比高,且成本低,能夠大面積批量化制備。
2、一種金屬納米縫隙陣列的制備方法,包括:
3、在襯底上制備一個(gè)金屬電極并進(jìn)行圖形化,得到第一電極;
4、在第一電極與襯底的連接處沉積犧牲結(jié)構(gòu)并進(jìn)行圖形化,得到犧牲層;
5、在襯底上制備另一個(gè)金屬電極并進(jìn)行圖形化,得到第二電極,并使第二電極覆蓋犧牲層;
6、采用化學(xué)機(jī)械拋光方法,去除第一電極與第二電極交接處的電極重疊頂帽,使?fàn)奚鼘犹幱诒┞稜顟B(tài);
7、采用濕法蝕刻方法,對犧牲層進(jìn)行處理,使第一電極與第二電極之間形成納米縫隙,得到金屬納米縫隙陣列。
8、在一個(gè)實(shí)施例中,在襯底上制備一個(gè)金屬電極并進(jìn)行圖形化,得到第一電極,包括:
9、采用磁控濺射、電子束蒸鍍、電鍍的方式,在襯底上沉積薄膜,得到一個(gè)金屬電極;
10、對一個(gè)金屬電極進(jìn)行圖形化,得到第一電極。
11、在一個(gè)實(shí)施例中,對一個(gè)金屬電極進(jìn)行圖形化,得到第一電極,包括:
12、采用紫外光刻方法,制作光刻膠掩膜版,并使用干法蝕刻方法,對一個(gè)金屬電極進(jìn)行圖形化,得到第一電極。
13、在一個(gè)實(shí)施例中,在第一電極與襯底的連接處沉積犧牲結(jié)構(gòu)并進(jìn)行圖形化,得到犧牲層,包括:
14、采用磁控濺射、原子層沉積、化學(xué)氣相淀積的方式,在第一電極與襯底的連接處沉積薄膜,得到犧牲結(jié)構(gòu);
15、對犧牲結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖形化,得到犧牲層。
16、在一個(gè)實(shí)施例中,對犧牲結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖形化,得到犧牲層,包括:
17、采用剝離方法,將犧牲結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖形化,得到犧牲層。
18、在一個(gè)實(shí)施例中,在制備一個(gè)金屬電極之前、得到第一電極之后以及得到第二電極之后,均進(jìn)行清洗操作。
19、在一個(gè)實(shí)施例中,清洗操作包括:
20、采用含量為99?.5%的丙酮溶液進(jìn)行超聲波清洗,采用含量為99?.7%的無水乙醇溶液進(jìn)行超聲波清洗,采用去離子水溶液進(jìn)行超聲波清洗。
21、在一個(gè)實(shí)施例中,襯底采用雙面拋光型藍(lán)寶石材料制成。
22、在一個(gè)實(shí)施例中,第一電極與第二電極均采用合金材料制成。
23、在一個(gè)實(shí)施例中,犧牲層采用氧化物或純金屬材料制成。
24、上述金屬納米縫隙陣列的制備方法,通過引入犧牲層分隔電極(具體是分隔第一電極和第二電極)、采用紫外光刻方法進(jìn)行圖形化、采用化學(xué)機(jī)械拋光方法去除電極重疊頂帽、最后通過濕法刻蝕的方式獲得納米縫隙,能夠制備異質(zhì)電極,深寬比高,且成本低,能夠大面積批量化制備。
1.一種金屬納米縫隙陣列的制備方法,其特征在于,包括:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬納米縫隙陣列的制備方法,其特征在于,在襯底上制備一個(gè)金屬電極并進(jìn)行圖形化,得到第一電極,包括:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種金屬納米縫隙陣列的制備方法,其特征在于,對一個(gè)金屬電極進(jìn)行圖形化,得到第一電極,包括:
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的一種金屬納米縫隙陣列的制備方法,其特征在于,在第一電極與襯底的連接處沉積犧牲結(jié)構(gòu)并進(jìn)行圖形化,得到犧牲層,包括:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種金屬納米縫隙陣列的制備方法,其特征在于,對犧牲結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖形化,得到犧牲層,包括:
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的一種金屬納米縫隙陣列的制備方法,其特征在于,在制備一個(gè)金屬電極之前、得到第一電極之后以及得到第二電極之后,均進(jìn)行清洗操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種金屬納米縫隙陣列的制備方法,其特征在于,清洗操作包括:
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的一種金屬納米縫隙陣列的制備方法,其特征在于,襯底采用雙面拋光型藍(lán)寶石材料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的一種金屬納米縫隙陣列的制備方法,其特征在于,第一電極與第二電極均采用合金材料制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的一種金屬納米縫隙陣列的制備方法,其特征在于,犧牲層采用氧化物或純金屬材料制成。