矽納米管的製作方法
2024-02-12 07:54:15 2
專利名稱：矽納米管的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種生物晶片，特別涉及一種矽納米管的製作方法。
背景技術：
近5年來利用microRNA(微小核糖核酸)作為診斷生物標記物得到了充分的研究和發展，市場巨大。目前主要檢測microRNA的手段是基因晶片，其中矽納米管(Si nanowire)就是其中最熱門的人選。具有高檢測靈敏性，操作簡單，可絕對定量，同時檢測多項以及檢測儀器常規的優勢。矽納米管的基本結構是極細長的多晶矽線外包均勻厚度的氧化膜並裸露在外界環境下，如圖Ia和圖Ib所示，通常是在矽片6上熱氧化生長二氧化矽層7，在二氧化矽層7 上沉積多晶矽，並採用光刻、刻蝕工藝，在二氧化矽層7上形成多晶矽線8，其中多晶矽線的側壁和頂部需要均勻摻雜，多晶矽線8外包的氧化膜(圖中未示)厚度也需要保持側壁和頂部的一致。由於目前離子注入機臺都是為2維的圖形器件而設計的，直接使用在3D結構的矽納米管會存在垂直和傾斜注入角度不同的問題，導致左右兩側注入量出現大差異。不僅影響多晶矽表面摻雜不均勻，而且不均勻摻雜表面會導致後續氧化膜厚不均勻，影響器件性能。圖Ia是帶角度的傾斜注入方式，如果不對矽片做rotate (旋轉)動作，多晶矽線的左側的注入量顯然要比右側和頂部的少，如果利用rotate (旋轉)，左右兩側是平衡了， 但是左右兩側的總注入量比頂部的少。圖Ib是垂直注入，很明顯，多晶矽線的側壁的注入量要遠少於頂部。總之，上述現有技術的注入方式，都不能實現均勻3D化摻雜。
發明內容
本發明的目的是提供一種矽納米管的製作方法，以實現矽納米管結構中的多晶矽線均勻化摻雜，提高矽納米管的性能。本發明的技術解決方案是一種矽納米管的製作方法，包括以下步驟在矽片上熱氧化生長二氧化矽層，在二氧化矽層上依次沉積多晶矽和氮化矽；刻蝕氮化矽和多晶矽，形成頂部覆蓋有氮化矽的多晶矽線；在多晶矽線一側，以第一角度進行離子注入；去除多晶矽線上的氮化矽；在多晶矽線另一側，以第二角度進行離子注入；在多晶矽線上熱氧化生長二氧化矽膜形成矽納米管。作為優選所述第一角度和第二角度互為鏡像角度。作為優選所述第一角度或第二角度為20-30°。作為優選所述氮化矽的厚度為100-600埃。
作為優選所述氮化矽用熱磷酸去除。與現有技術相比，本發明採用氮化矽作為注入阻擋層，使得多晶矽線表面均勻摻雜，同時使得後續在多晶矽線上熱氧化生長的二氧化矽膜厚度均勻，矽納米管的性能提高。
圖la、Ib是現有技術矽納米管摻雜的示意圖。圖2是本發明矽納米管的製作流程圖。圖3a_3f是本發明矽納米管制作流程中各個工藝步驟的剖面圖。
具體實施例方式本發明下面將結合附圖作進一步詳述在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施的限制。其次，本發明利用示意圖進行詳細描述，在詳述本發明實施例時，為便於說明，表示器件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實例，其在此不應限制本發明保護的範圍。此外，在實際製作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。請參閱圖2所示的矽納米管的製作流程圖，在本實施例中，所述矽納米管的製作過程如下，在步驟101中，如圖3a所示，在矽片1上熱氧化生長二氧化矽層2，在二氧化矽層 2上依次沉積多晶矽3和氮化矽4，所述氮化矽4的厚度需要滿足注入阻擋層的厚度要求， 但是也不能太厚，太厚增加刻蝕難度，同時會出現注入陰影效應，所述氮化矽4的厚度為 100-600 埃；在步驟102中，如圖北所示，刻蝕氮化矽4和多晶矽3，形成頂部覆蓋有氮化矽41 的多晶矽線31 ；在步驟103中，如圖3c所示，在多晶矽線31 —側，以第一角度進行離子注入，在一側形成輕摻雜32 ；在步驟104中，如圖3d所示，去除多晶矽線31上的氮化矽41 ；所述氮化矽41用熱磷酸去除。在步驟105中，如圖3e所示，在多晶矽線31的另一側，以第二角度進行離子注入， 在頂部和另一側形成輕摻雜32 ；所述第一角度和第二角度互為鏡像角度。所述第一角度或第二角度為20-30°。在步驟106中，如圖3f所示，在多晶矽線31上熱氧化生長二氧化矽膜33形成矽納米管5。本發明採用氮化矽41作為注入阻擋層，使得多晶矽線31表面均勻摻雜，同時使得後續在多晶矽線31上熱氧化生長的二氧化矽膜33厚度均勻，從而提高矽納米管的性能。以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明權利要求範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明權利要求的涵蓋範圍。
權利要求
1.一種矽納米管的製作方法，其特徵在於，包括以下步驟在矽片上熱氧化生長二氧化矽層，在二氧化矽層上依次沉積多晶矽和氮化矽；刻蝕氮化矽和多晶矽，形成頂部覆蓋有氮化矽的多晶矽線；在多晶矽線一側，以第一角度進行離子注入；去除多晶矽線上的氮化矽；在多晶矽線另一側，以第二角度進行離子注入；在多晶矽線上熱氧化生長二氧化矽膜形成矽納米管。
2.根據權利要求1所述的矽納米管的製作方法，其特徵在於所述第一角度和第二角度互為鏡像角度。
3.根據權利要求1或2所述的矽納米管的製作方法，其特徵在於所述第一角度或第二角度為20-30°。
4.根據權利要求1所述的矽納米管的製作方法，其特徵在於所述氮化矽的厚度為 100-600 埃。
5.根據權利要求1所述的矽納米管的製作方法，其特徵在於所述氮化矽用熱磷酸去
全文摘要
本發明涉及一種矽納米管的製作方法，該方法包括以下步驟在矽片上熱氧化生長二氧化矽層，在二氧化矽層上依次沉積多晶矽和氮化矽；刻蝕氮化矽和多晶矽，形成頂部覆蓋有氮化矽的多晶矽線；在多晶矽線一側，以第一角度進行離子注入；去除多晶矽線上的氮化矽；在多晶矽線另一側，以第二角度進行離子注入；在多晶矽線上熱氧化生長二氧化矽膜形成矽納米管。本發明採用氮化矽作為注入阻擋層，使得多晶矽線表面均勻摻雜，同時使得後續在多晶矽線上熱氧化生長的二氧化矽膜厚度均勻，從而矽納米管的性能提高。
文檔編號B82Y40/00GK102412121SQ20111032816
公開日2012年4月11日 申請日期2011年10月25日 優先權日2011年10月25日
發明者景旭斌, 楊斌, 郭明升 申請人:上海華力微電子有限公司