空氣橋式納米器件的製備方法
2023-05-28 05:51:46 1
專利名稱：空氣橋式納米器件的製備方法
技術領域：
本發明涉及納米技術領域，更具體地說，涉及一種空氣橋式納米器件的製備方法。
背景技術：
納米結構材料是一種新型結構材料，由於其電子在受到空間制約的通道內傳輸時 會產生量子效應，因此，表現出良好的物理、化學、生物等方面的性能，具有廣泛的應用背 景。納米器件是由納米結構材料製備的，納米器件是人類探索電學、磁學、力學和生物系統 的關鍵技術，納米器件對人類保護環境、控制汙染、生產食品和提高人類能力產生重大的影 響。目前，由納米結構材料製備的納米器件在光學元件、應力器件、傳感器和集成電路等方 面有著廣泛的應用。在集成電路領域中，隨著CMOS集成電路中器件尺寸的不斷減小和集成密度的不 斷提高，電路中的布局策略已經成為一個關鍵問題，優良的布局策略可以提高電路的效率， 減少線路上的功耗和延遲時間。為了滿足集成電路中優良的布局策略的要求，製備集成電 路的納米器件需要具備靈活的特點。空氣橋式納米結構作為一種可以連接兩種或多個器件 的懸空的結構，可以很好的滿足納米器件靈活性的要求，因此空氣橋式納米結構在納米器 件等領域得到了廣泛的應用。為了控制製備的空氣橋式納米器件的尺寸和形狀，現有技術中報導了多種納米器 件的製備方法。例如，在軟模板上通過預先的修飾將納米材料部分扣訂在襯底表面，再通過 利用物理方法實現襯底的形變，從而實現納米材料的形變，從而製備得到空氣橋式納米器 件。但是，由於該方法需要物理方法實現對襯底的形變，從而實現納米材料的形變，因此， 該方法工藝複雜並且在製備空氣橋式納米器件的過程中，空氣橋式納米器件的形貌不易控 制。
發明內容
有鑑於此，本發明要解決的技術問題在於提供一種空氣橋式納米器件的製備方 法，該方法工藝簡單，該方法可以很好的控制空氣橋式納米器件的形貌特徵。本發明提供一種空氣橋式納米器件的製備方法，包括提供襯底，在所述襯底上有多個不連續的、沿著所述襯底的表面延伸的納米支撐 體，所述納米支撐體的橫截面形狀為半圓形；提供帶有多個納米縫隙的掩膜；將所述掩膜覆蓋在所述襯底上的納米支撐體上；在所述掩膜的納米縫隙處沉積納米導電材料，所述納米導電材料同時沉積在所述 多個納米支撐體的表面和相鄰的納米支撐體之間的襯底上，移除所述納米支撐體和掩膜， 得到空氣橋式納米器件。優選的，還包括在所述襯底與所述納米支撐體之間形成納米線條，所述納米線條的延展方向與所述納米縫隙的延展方向呈60 90°。優選的，所述納米縫隙的延伸方向與所述納米支撐體的延伸方向大體垂直。優選的，所述多個納米支撐體平行排列。優選的，所述多個納米支撐體由如下方法製備步驟al)在襯底上塗覆光刻膠的有機溶液，烘乾；步驟bl)預設曝光形狀，利用電子束曝光系統將步驟al)得到的產物曝光、顯影和 定影，得到多個納米預製體；步驟cl)將所述多個納米預製體加熱至熔融狀態，重塑成型，冷卻，得到納米支撐 體。優選的，所述步驟al)具體為在襯底上以2000 6000轉/秒的速度旋塗光刻膠的有機溶液，在170 220°C烘 烤2 8分鐘。優選的，所述步驟bl)具體為預設曝光形狀為矩形，利用電子束曝光系統，將步 驟al)得到的產物在10 20KeV的加速電壓下，以70 210uAS/cm2的曝光劑量、22 28nm 的最小步距曝光，顯影0. 5 2分鐘，定影0. 5 2分鐘，得到多個納米預製體。優選的，所述帶有多個納米縫隙的掩膜按如下方法製備步驟a2)在襯底上塗覆光刻膠的有機溶液，烘乾；步驟b2)預設曝光形狀，利用電子束曝光系統將步驟a2)得到的產物曝光、顯影和 定影，然後在鹼性溶液中水解，得到帶有多個納米縫隙的掩模。優選的，所述在掩膜的納米縫隙處沉積納米導電材料具體為利用氬離子濺射沉積、雷射濺射沉積、熱蒸發沉積或電子束熱蒸發沉積的方法在 掩模的納米縫隙處沉積80 300nm厚度的納米導電材料，蒸發電流為45 70A，蒸發速率 為 0.07 0.2A/S。優選的，所述襯底為厚度為100 IOOOnm的Si與SiO2構成的複合襯底。從上述的技術方案可以看出，本發明提供一種空氣橋式納米器件的製備方法，該 方法提供襯底，在所述襯底上有多個不連續的、沿著所述襯底的表面延伸的、橫截面形狀為 半圓形的納米支撐體，將帶有多個納米縫隙的掩膜覆蓋在所述納米支撐體上，在所述掩膜 的納米縫隙處沉積納米導電材料，移除所述納米支撐體和掩膜，得到空氣橋式納米器件。與 現有技術相比，無需利用物理方法通過實現襯底的形變來實現納米材料的形變，本發明工 藝簡單，並且可以通過調控納米支撐體的大小來調控最終形成的空氣橋結構的大小，因此， 可以很好的控制納米器件的形貌特徵，製備的納米器件有很好的形貌均一性。此外，由於本 發明在空氣橋式納米器件的製備過程中，無需採用扣定的處理方式，因此適用於大多數的 納米導電材料的納米器件的製備。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例1公開的空氣橋式納米器件的光學顯微鏡圖像；圖2為本發明實施例1公開的空氣橋式納米器件的光學顯微鏡圖像；圖3為本發明實施例1公開的空氣橋式納米器件的光學顯微鏡圖像；圖4為本發明實施例1公開的空氣橋式納米器件的光學顯微鏡圖像；圖5為本發明實施例2公開的空氣橋式納米器件的掃描隧道顯微鏡圖像；圖6為本發明實施例2公開的空氣橋式納米器件的光學顯微鏡圖像；圖7為本發明實施例1公開的空氣橋式納米器件的製備示意圖。
具體實施例方式下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例 僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通 技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。本發明公開了一種空氣橋式納米器件的製備方法，包括提供襯底，在所述襯底上有多個不連續的、沿著所述襯底的表面延伸的納米支撐 體，所述納米支撐體的橫截面形狀為半圓形；提供帶有多個納米縫隙的掩膜；將所述掩膜覆蓋在所述襯底上的納米支撐體上；在所述掩膜的納米縫隙處沉積納米導電材料，所述納米導電材料同時沉積在所述 多個納米支撐體的表面和相鄰的納米支撐體之間的襯底上，移除所述納米支撐體和掩膜， 得到空氣橋式納米器件。按照本發明，所述襯底優選為Si與SiO2構成的複合襯底，所述襯底厚度優選為 100 lOOOnm，更優選為200 800nm，最優選為300nm。所述掩模的厚度優選為0. 5 5ym，更優選為1 3μπι，最優選為1.2μπι。優選的，所述納米縫隙的延伸方向與所述納米 支撐體的延伸方向大體垂直。所述多個納米支撐體優選為平行排列。按照本發明，所述多個納米支撐體優選由如下方法製備步驟al)在襯底上塗覆光刻膠的有機溶液，烘乾；步驟bl)預設曝光形狀，利用電子束曝光系統將步驟al)得到的產物曝光、顯影和 定影，得到多個納米預製體；步驟cl)將所述多個納米預製體加熱至熔融狀態，重塑成型，冷卻，得到納米支撐 體。以預設曝光形狀為矩形為例，由於步驟al)得到的產物具有一定的厚度，因此，納 米預製體呈長方體，所述納米預製體由於達到玻璃化溫度而處於熔融狀態，熔融狀態的納 米預製體重新塑形，該納米預製體的稜角被去除，納米預製體重塑成型，因此，納米預製體 由長方體轉變為半圓柱體，因此，所述納米支撐體的橫截面形狀為半圓形。本發明可以很好 的控制納米器件的形貌特徵，製備的納米器件有很好的形貌均一性。上述步驟cl)優選為將步驟bl)得到的產物優選加熱至120°C 140°C，更優選 為135°C，優選保溫1 2小時，所述冷卻優選採用自然冷卻。上述步驟al)優選為在襯底上以2000 6000轉/秒的速度旋塗光刻膠的有機溶液，在170 220°C烘烤2 8分鐘。所述光刻膠的有機溶液的質量濃度優選為 9 %，更優選為3 % 9 %，最優選為6 %。所述有機溶劑優選為氯仿或甲醚。所述步驟al)中 的光刻膠優選為聚甲基丙烯酸甲脂，所述聚甲基丙烯酸甲脂的重均分子量優選為50000 950000，更優選為100000 950000，最優選為495000 950000。所述旋塗光刻膠的有機 溶液過程中，速度更優選為2000 5000轉/秒，最優選為2000轉/秒；所述烘烤的溫度更 優選為170 200°C，最優選為180°C;所述烘烤的時間更優選為3 7分鐘，最優選為4分 鍾。所述步驟bl)具體為預設曝光形狀為矩形，利用電子束曝光系統，將步驟al)得 到的產物在10 20KeV的加速電壓下，以70 210uAS/cm2的曝光劑量、22 28nm的最小 步距曝光，顯影0. 5 2分鐘，定影0. 5 2分鐘，得到納米預製體。所述加速電壓更優選為 12 18KeV，最優選為15KeV。所述曝光計量更優選為100 200uAS/cm2，最優選為150uAS/ cm2。所述最小步距更優選為24 27nm，最優選為25.6nm。所述顯影時間更優選為1 2 分鐘，最優選為1. 5 2分鐘。所述定影時間更優選為1 2分鐘，最優選為1分鐘。按照本發明，所述帶有多個納米縫隙的掩膜優選按如下方法製備步驟a2)在襯底上塗覆光刻膠的有機溶液，烘乾；步驟b2)預設曝光形狀，利用電子束曝光系統將步驟a2)得到的產物曝光、顯影和 定影，然後在鹼性溶液中水解，得到帶有多個納米縫隙的掩模。上述步驟a2)優選為在襯底上以2000 6000轉/秒的速度旋塗光刻膠的有機 溶液，在170 220°C烘烤2 8分鐘。所述光刻膠的有機溶液的質量濃度優選為 9 %，更優選為3 % 9 %，最優選為6 %。所述有機溶劑優選為氯仿或甲醚。所述步驟a2)中 的光刻膠優選為聚甲基丙烯酸甲脂，所述聚甲基丙烯酸甲脂的重均分子量優選為50000 950000，更優選為100000 950000，最優選為495000 950000。所述旋塗光刻膠的有機 溶液過程中，速度更優選為2000 5000轉/秒，最優選為2000轉/秒；所述烘烤的溫度更 優選為170 200°C，最優選為180°C;所述烘烤的時間更優選為3 7分鐘，最優選為4分 鍾。上述步驟b2)優選為利用電子束曝光，將步驟a2)得到的產物在10 20KeV的 加速電壓下，以70 210uAS/cm2的曝光劑量、22 28nm的最小步距曝光，顯影0. 5 2分 鍾，定影0. 5 2分鐘。所述加速電壓更優選為12 18KeV，最優選為15KeV。所述曝光計 量更優選為100 200uAS/cm2，最優選為150uAS/cm2。所述最小步距更優選為24 27nm， 最優選為25. 6nm。所述顯影時間更優選為1 2分鐘，最優選為1. 5 2分鐘。所述定影 時間更優選為1 2分鐘，最優選為1分鐘。上述步驟b2)中所述鹼性溶液優選為0. 5 2mol/L的KOH溶液，更優選為lmol/L 的KOH溶液。所述鹼性溶液的溫度優選為70 90°C，更優選為80 90°C。上述步驟b2) 中在鹼性溶液中水解，得到帶有多個納米縫隙的掩模，優選具體為將步驟a2)得到的產物 浸沒於的KOH溶液中，浸泡8 15分鐘，從而使襯底與步驟a2)得到的產物相互分離，形成 獨立的薄膜，得到帶有多個納米縫隙的掩模。按照本發明，將所述掩膜覆蓋在所述襯底上的納米支撐體上，可以使所述掩膜上 的納米縫隙與所述多個納米支撐體的表面和相鄰的納米支撐體之間的襯底上，所述納米縫 隙的延伸方向與所述納米支撐體的延伸方向可以呈60 90°，優選為大體垂直。
按照本發明，所述在掩膜的納米縫隙處沉積納米導電材料具體為利用氬離子濺 射沉積、雷射濺射沉積、熱蒸發沉積或電子束熱蒸發沉積的方法在在掩模的納米縫隙處沉 積80 300nm厚度的納米材料，蒸發電流為45 70A，蒸發速率為0.07~0.2A/S。所述納 米導電材料優選為緻密成膜的納米導電材料或梳理的納米導電材料，所述梳理的納米導電 材料優選為可以自由彎曲的納米線或者納米條帶，所述納米導電材料更優選為Au納米材 料。所述移除所述納米支撐體和掩膜，得到空氣橋式納米器件，優選為揭下掩模，在丙酮溶 液中溶解移除納米支撐體，得到空氣橋式納米器件。此外，本發明還優選包括在所述襯底與所述納米支撐體之間形成納米線條，所述納米線條的延展方向與所 述納米縫隙的延展方向呈60 90°。所述納米線條的延展方向與所述納米縫隙的延展方 向優選呈70 90°，更優選呈80 90°，最優選呈90°。為保證空氣橋式納米器件的潔淨度，所有操作優選保持在100潔淨度的超淨間中 完成，在製備過程中用到的器材優選通過丙酮、無水乙醇、去離子超淨水的超聲清洗，在樣 品的製備過程中優選將儀器放置在高真空條件下。本發明通過改變納米支撐體的高度，寬度等可以調製波浪形結構高度和跨度等； 通過改變掩模的寬度和形狀調製空氣橋式納米器件的寬度和形狀等。從上述的技術方案可以看出，本發明提供一種空氣橋式納米器件的製備方法，該 方法提供襯底，在所述襯底上有多個不連續的、沿著所述襯底的表面延伸的、橫截面形狀為 半圓形的納米支撐體，將帶有多個納米縫隙的掩膜覆蓋在所述納米支撐體上，在所述掩膜 的納米縫隙處沉積納米導電材料，移除所述納米支撐體和掩膜，得到空氣橋式納米器件。與 現有技術相比，無需利用物理方法通過實現襯底的形變來實現納米材料的形變，本發明工 藝簡單，並且可以通過調控納米支撐體的大小來調控最終形成的空氣橋結構的大小，因此， 可以很好的控制納米器件的形貌特徵，製備的納米器件有很好的形貌均一性。此外，由於本 發明在空氣橋式納米器件的製備過程中，無需採用扣定的處理方式，因此適用於大多數的 納米導電材料的納米器件的製備。為了進一步說明本發明的技術方案，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行 描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特徵和優點，而不是對本發明權 利要求的限制。實施例1步驟1)將Si和SiO^i成的複合襯底(其中，Si片的晶格取向為lll，Si02層的厚 度為300納米)切割成IcmX Icm的小塊，通過丙酮、無水乙醇、去離子水分別超聲五分鐘， 氮氣吹乾，得到樣品A，在樣品A上以4000轉/秒的速度旋塗GermanTech Co. Ltd.的PMMA AR-P 671. 06的氯仿溶液(重均分子量為950K，該光刻膠的質量百分濃度為6% )，在180°C 熱臺烘膠4分鐘，得到厚度為1. 2微米的光刻膠層；步驟2)將步驟1)得到的旋塗有PMMA的樣品A放入電子束曝光機(Raithe_Line) 中，在電子束曝光機中預設曝光形狀，在15KV的加速電壓下，以150uAS/cm2的劑量，25. 6nm 的最小步距曝光，顯影90秒，定影一分鐘，曝光得到多個長方體形狀的納米預製體，如圖7C 所示；步驟3)將所述多個納米預製體放入烘箱中130°C加熱2個小時，重塑成型，自然冷卻到室溫，得到多個納米支撐體，如如圖8和圖7D所示；步驟4)另取一塊表面覆蓋300納米厚度氧化矽層的矽片，切割成IcmX Icm的小 塊，通過丙酮、無水乙醇、去離子水分別超聲五分鐘，氮氣吹乾，得到樣品B，在樣品B上以 4000轉/秒的速度旋塗PMMA 671. 06的氯仿溶液(重均分子量為950K，該光刻膠的質量百 分濃度為6% )，熱臺180°C烘膠4分鐘，得到厚度為1. 2微米的光刻膠層；步驟5)如圖9所示，將步驟4)得到的旋塗有PMMA的樣品B放入電子束曝光機 (Raith e_Line)中，預設曝光形狀，在15KV的加速電壓下，以150uAS/cm2的劑量，25. 6nm的 最小步距曝光，顯影90秒，定影一分鐘，得到有多個納米縫隙的樣品B，如圖7A所示；步驟6)如圖10所示，將步驟5)中得到的樣品B浸沒於lmol/L的KOH溶液中，在 85攝氏度浸泡10分鐘，由於PMMA在鹼性溶液中的輕微水解，帶有納米縫隙的PMMA薄膜從 二氧化矽表面脫離形成獨立的薄膜，得到PMMA軟掩模板，用去離子水清洗薄膜表面殘餘的 KOH溶液，如圖7B所示；步驟7)將步驟6)得到的軟掩模板覆蓋於步驟3)得到的襯底上的納米支撐體上， 所述掩模板上的納米縫隙覆蓋在所述多個納米支撐體和相鄰的納米支撐體之間的襯底上， 所述納米縫隙的延伸方向與所述納米支撐體的延伸方向大體垂直，自然蒸發乾燥，得到樣
m I ；步驟8)如圖11所示，採用熱蒸發的方法在樣品C表面沉積Au納米導電材料，得 到120nm厚度的Au納米薄膜，所述Au納米導電材料同時沉積在所述納米支撐體的表面和 相鄰的納米支撐體之間的襯底上，其中，所述熱蒸發沉積方法中，蒸發電流為55A，蒸發速率 為0.1A/S,如圖7E所示;步驟9)在去離子水中將樣品C浸泡10分鐘，用鑷子從邊緣緩慢揭下PMMA軟掩模 板，即在納米支撐體表面留下預先設計的金材質納米圖形，在丙酮溶液中溶解除去納米支 撐體，如圖7F所示，得到空氣橋式納米器件。如圖1、圖2、圖3和圖4所示，為本實施例製備的空氣橋式納米器件的光學顯微鏡 圖像，從圖中可以看出，本發明製備的空氣橋式納米器件為波浪形三維納米結構，有很好的 形貌均一性。實施例2步驟1)將帶有定位標記的Si和SiOdi成的複合襯底(其中，Si片的晶格取向為 111，SiO2層的厚度為300納米)切割成IcmX Icm的小塊，通過丙酮、無水乙醇、去離子水分 別超聲五分鐘，氮氣吹乾，得到樣品A ；步驟2)如圖13所示，在樣品A上沉積Au納米線；步驟3)在步驟2)得到的樣品A上以4000轉/秒的速度旋塗GermanTechCo. Ltd. 的PMMA AR-P 671. 06的氯仿溶液(重均分子量為950K，該光刻膠的質量百分濃度為6% )， 熱臺180°C烘膠4分鐘，得到厚度為1. 2微米的光刻膠層；步驟4)將步驟3)得到的旋塗有PMMA的樣品A放入電子束曝光機(Raithe_Line) 中，在電子束曝光機中預設曝光形狀，利用樣品A表面預先存在的定位標記，找到步驟2)中 的Au納米線，在15KV的加速電壓下，以150uAS/cm2的劑量，25. 6nm的最小步距，在所述納 米結構的上方曝光，顯影90秒，定影一分鐘，得到多個長方體形狀的納米預製體，如圖14所 示，所述納米預製體覆蓋在步驟2)製備的Au納米線的上方；
步驟5)將將所述多個納米預製體放入烘箱中130°C加熱2個小時，使納米預製體 達到玻璃化溫度而處於熔融狀態，重塑形成，自然冷卻至室溫，如圖15所示，得到多個納米 支撐體，所述納米支撐體完全覆蓋在步驟2)得到的Au納米線的上方；步驟6)另一塊表面覆蓋300納米厚度氧化矽層的矽片，切割成IcmX Icm的小塊， 通過丙酮、無水乙醇、去離子水分別超聲五分鐘，氮氣吹乾，得到樣品B，在樣品B上以4000 轉/秒的速度旋塗PMMA 671. 06的氯仿溶液(重均分子量為950K，該光刻膠的質量百分濃 度為6% )，熱臺180°C烘膠4分鐘，得到厚度為1. 2微米的光刻膠層；步驟7)將旋塗有PMMA的樣品B放入電子束曝光機(Raith e_Line)中，預設曝光 形狀，在15KV的加速電壓下，以150uAS/cm2的劑量，25. 6nm的最小步距曝光，顯影90秒，定 影一分鐘，如圖13所示，得到有多個納米縫隙的樣品B ；步驟8)如圖17所示，將步驟7)得到的樣品B浸沒於lmol/L的KOH溶液中，在85 攝氏度浸泡10分鐘，由於PMMA在鹼性溶液中的輕微水解，帶有納米縫隙的PMMA薄膜從襯 底表面脫離形成獨立的薄膜，得到PMMA掩模，用去離子水清洗薄膜表面殘餘的KOH溶液；步驟9)將通過電子束曝光，鹼溶液水解脫落得到的PMMA掩模覆蓋於所述納米支 撐體上，所述掩模板上的納米縫隙覆蓋在所述多個納米支撐體和相鄰的納米支撐體之間的 襯底上，所述納米縫隙的延伸方向與所述納米支撐體的延伸方向大體垂直，自然蒸發乾燥， 得到樣品C ；步驟10)如圖18所示，採用熱蒸發的方法在樣品C表面沉積Au納米導電材料，得 到120nm厚度的Au納米薄膜，所述Au納米導電材料同時沉積在所述納米支撐體的表面和 相鄰的納米支撐體之間的襯底上，其中，所述熱蒸發沉積方法中，蒸發電流為55A，蒸發速率 為 0.1A/S;步驟11)在去離子水中將樣品C浸泡10分鐘，用鑷子從邊緣緩慢揭下PMMA掩模， 在丙酮溶液中溶解除去納米支撐體，如圖18所示，得到空氣橋式納米器件。如圖5所示，為本實施例製備的空氣橋式納米器件的光學顯微鏡圖像，從圖中可 以看出，本發明製備的空氣橋式納米器件有很好的形貌均一性。從上述實施例可以看出，本發明提供了一種空氣橋式納米器件的製備方法，製備 得到空氣橋式納米器件，該方法可以很好的控制納米器件的形貌特徵，製備的納米器件有 很好的形貌均一性。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明 將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一 致的最寬的範圍。
權利要求
1.一種空氣橋式納米器件的製備方法，其特徵在於，包括提供襯底，在所述襯底上有多個不連續的、沿著所述襯底的表面延伸的納米支撐體，所 述納米支撐體的橫截面形狀為半圓形；提供帶有多個納米縫隙的掩膜；將所述掩膜覆蓋在所述襯底上的納米支撐體上；在所述掩膜的納米縫隙處沉積納米導電材料，所述納米導電材料同時沉積在所述多個 納米支撐體的表面和相鄰的納米支撐體之間的襯底上，移除所述納米支撐體和掩膜，得到 空氣橋式納米器件。
2.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，還包括在所述襯底與所述納米支撐體之間形成納米線條，所述納米線條的延展方向與所述納 米縫隙的延展方向呈60 90°。
3.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述納米縫隙的延伸方向與所述納 米支撐體的延伸方向大體垂直。
4.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述多個納米支撐體平行排列。
5.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述多個納米支撐體由如下方法製備步驟al)在襯底上塗覆光刻膠的有機溶液，烘乾；步驟bl)預設曝光形狀，利用電子束曝光系統將步驟al)得到的產物曝光、顯影和定 影，得到多個納米預製體；步驟cl)將所述多個納米預製體加熱至熔融狀態，重塑成型，冷卻，得到納米支撐體。
6.根據權利要求5所述的製備方法，其特徵在於，所述步驟al)具體為在襯底上以2000 6000轉/秒的速度旋塗光刻膠的有機溶液，在170 220°C烘烤 2 8分鐘。
7.根據權利要求5述的製備方法，其特徵在於，所述步驟bl)具體為預設曝光形狀為矩形，利用電子束曝光系統，將步驟al)得到的產物在10 20KeV的 加速電壓下，以70 210uAS/cm2的曝光劑量、22 28nm的最小步距曝光，顯影0. 5 2分 鍾，定影0. 5 2分鐘，得到多個納米預製體。
8.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述帶有多個納米縫隙的掩膜按如 下方法製備步驟a2)在襯底上塗覆光刻膠的有機溶液，烘乾；步驟b2)預設曝光形狀，利用電子束曝光系統將步驟a2)得到的產物曝光、顯影和定 影，然後在鹼性溶液中水解，得到帶有多個納米縫隙的掩模。
9.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述在掩膜的納米縫隙處沉積納米 導電材料具體為利用氬離子濺射沉積、雷射濺射沉積、熱蒸發沉積或電子束熱蒸發沉積的方法在掩模 的納米縫隙處沉積80 300nm厚度的納米導電材料，蒸發電流為45 70A，蒸發速率為 0.07 0.2A/S。
10.根據權利要求ι 9任一項所述的製備方法，其特徵在於，所述襯底為厚度為 100 IOOOnm的Si與SiO2構成的複合襯底。
全文摘要
本發明實施例公開了一種空氣橋式納米器件的製備方法，該方法提供襯底，在所述襯底上有多個不連續的、沿著所述襯底的表面延伸的、橫截面形狀為半圓形的納米支撐體，將帶有多個納米縫隙的掩膜覆蓋在所述納米支撐體上，在所述掩膜的納米縫隙處沉積納米導電材料，移除所述納米支撐體和掩膜，得到空氣橋式納米器件。與現有技術相比，無需利用物理方法通過實現襯底的形變來實現納米材料的形變，本發明工藝簡單，並且可以通過調控納米支撐體的大小來調控最終形成的空氣橋結構的大小，因此，可以很好的控制納米器件的形貌特徵，製備的納米器件有很好的形貌均一性。
文檔編號B82B3/00GK102001622SQ20101053616
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月8日 優先權日2010年11月8日
發明者于欣欣, 張琨, 潘楠, 王曉平, 蔡洪冰 申請人:中國科學技術大學