CN100452473C - 采用氧化硅填充-回刻的交叉阵列结构有机器件制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法，其工艺步骤如下：1.在基片表面上淀积氮化硅薄膜；2.在氮化硅薄膜表面上旋涂抗蚀剂，光刻得到电极图形；3.利用抗蚀剂掩蔽刻蚀氮化硅薄膜；4.蒸发、剥离金属得到交叉线下电极；5.淀积氧化硅以填充氮化硅沟槽；6.刻蚀氧化硅至氮化硅薄膜表面；7.旋涂抗蚀剂，光刻得到上电极图形；8.蒸发、剥离金属得到上电极；9.去除上下电极之间残留的氧化硅；10.液相法生长有机分子材料；11.刻蚀，完成交叉线有机分子器件的制备。

Description

采用氧化硅填充－回刻的交叉阵列结构有机器件制备方法
技术领域
本发明属于微电子学与分子电子学中的微细加工领域，特别是一种交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法。
背景技术
随着大规模集成电路的特征尺寸进入到纳米级，传统的硅基集成电路技术面临挑战，新材料及新结构的研究成为热点，纳电子学分支之一的分子电子器件正在蓬勃发展。FET和交叉线是目前主要的分子电子器件的结构，而交叉线结构有利于集成受到广泛关注。目前的交叉线结构的制作流程一般为首先制备下电极，然后生长有机材料，最后完成上电极的制备，其中在上电极的制备过程中会引入污染以及对该有机材料造成损伤，其加工难度较大，并且不利于器件性能的提高。申请号为200510011990.X的中国发明专利，所公开的交叉阵列结构有机器件制备方法中采用化学机械抛光技术来平坦化衬底表面，其中化学机械抛光机器结构复杂、使用成本高，而本发明中所采用的回刻技术利用普通的干法刻蚀技术，降低了工艺难度以及工艺成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法，它首先制作上下电极结构，然后生长有机材料，从而获得交叉线阵列结构的有机分子器件。避免光刻、显影、剥离等工艺对有机材料造成的损伤，解决了该有机材料与微电子工艺的兼容性问题。
技术方案
其结构的形成是由两次光刻、两次等离子体刻蚀获得的交叉线阵列结构，再在此基础上生长有机材料，然后等离子体干法刻蚀，获得交叉线有机分子器件；其步骤如下：1、在基片表面上淀积氮化硅薄膜；2、在氮化硅薄膜表面上旋涂抗蚀剂，光刻得到下电极图形；3、利用抗蚀剂掩蔽刻蚀氮化硅薄膜；4、蒸发、剥离金属得到交叉线下电极；5、淀积氧化硅以填充氮化硅沟槽；6、刻蚀氧化硅至氮化硅薄膜表面；7、旋涂抗蚀剂，光刻得到上电极图形；8、蒸发、剥离金属得到上电极；9、去除上下电极之间残留的氧化硅；10、液相法生长有机分子材料；11、刻蚀，完成交叉线有机分子器件的制备。
其中所述的在基片表面上淀积氮化硅薄膜是采用低压化学气相淀积的方法获得。
其中所述下电极图形是通过在氮化硅薄膜表面上旋涂抗蚀剂并光刻(包括光学光刻与电子束光刻)、显影获得的。
其中所述刻蚀氮化硅薄膜是采用氟基气体，其目的是形成下电极所用的沟槽。
其中所述金属采用蒸发或溅射的方法得到，剥离采用丙酮、乙醇、去离子水等液体超声方法，其目的是获得下电极。
其中所述氧化硅薄膜采用等离子增强化学气相淀积获得，用以填充氮化硅沟槽。
其中所述刻蚀氧化硅薄膜是采用氟基气体，并且要大面积刻蚀到氮化硅表面，仅在下电极所处的沟槽中留下氧化硅，其目的是形成上下电极之间的牺牲层。
其中所述的上电极是通过此前的基础上旋涂抗蚀剂、光刻、显影、蒸发金属并剥离获得的。
其中所述的残留的氧化硅是采用氢氟酸缓冲液湿法去除。
其中所述的生长有机分子材料是采用的液相法。
其中所述的有机分子材料刻蚀采用等离子体，其目的是去除多余的有机材料，以去除交叉线之间的相互影响。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是本发明实施例子的流程图。
具体实施方式
为了更进一步说明本发明的内容，以下结合附图及实施例子，对本发明做详细描述，其中：
如图1-1所示，在基片101表面上淀积氮化硅薄膜102，氮化硅薄膜102是采用低压化学气相淀积的方法获得。
如图1-2所示，在氮化硅薄膜102表面上旋涂抗蚀剂，光刻显影获得抗蚀剂上电极图形103，方法包括光学光刻与电子束光刻。
如图1-3所示，以抗蚀剂上电极图形103做掩蔽，采用氟基气体刻蚀氮化硅薄膜，获得氮化硅槽的上电极图形104。
如图1-4所示，蒸发或溅射金属，丙酮、乙醇、去离子水超声剥离得到下电极105。
如图1-5所示，采用等离子增强化学气相淀积的方法淀积氧化硅106，以填充氮化硅沟槽。
如图1-6所示，刻蚀氧化硅至氮化硅薄膜表面，仅在氮化硅槽中留有残余的氧化硅107。
如图1-7所示，旋涂抗蚀剂、光刻、显影、蒸发金属、剥离得到上电极108。
如图1-8所示，采用氢氟酸缓冲液湿法去除残留氧化硅107。
如图1-9所示，液相法生长有机材料109。
如图1-10(俯视图)所示，等离子体干法刻蚀，完成交叉线阵列有机分子器件的制作。
实施例子流程。
如图2-1所示，在基片201表面上淀积氮化硅薄膜202，氮化硅薄膜202采用低压化学气相淀积的方法获得。
如图2-2所示，氮化硅薄膜202表面上旋涂BP218抗蚀剂203，并用热板或烘箱进行前烘。
如图2-3所示，光刻、显影后获得抗蚀剂上电极图形204。
如图2-4所示，以抗蚀剂上电极图形204做掩蔽，采用氟基气体刻蚀氮化硅薄膜202，获得氮化硅上电极图形205。
如图2-5所示，电子束蒸发金属206，下电极金属为铬/金/银。
如图2-6所示，采用丙酮、乙醇、去离子水超声剥离得到下电极207。
如图2-7所示，等离子增强化学气相淀积氧化硅208，以填充氮化硅沟槽。
如图2-8所示，回刻氧化硅至氮化硅薄膜表面，仅在下电极上留下残余氧化硅209。
如图2-9所示，旋涂AZ5214抗蚀剂210，用热板或烘箱进行前烘。
如图2-10所示，光刻、显影、蒸发上电极金属，并用丙酮、乙醇、去离子水进行剥离得到上电极211，上电极金属为银/金。
如图2-11所示，采用氢氟酸缓冲液湿法去除残留氧化硅209。
如图2-12所示，液相法生长有机材料212，将上下电极在交叉点间的空隙填充，材料分子式为Ag-TCNQ。
如图2-13所示(俯视图)，等离子体干法刻蚀，去除多余的有机材料，完成交叉线阵列有机分子器件的制作。

Claims (11)

1、一种交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法，其结构的形成是由两次光刻、两次等离子体刻蚀获得的交叉线阵列结构，再在此基础上生长有机材料，然后等离子体干法刻蚀，获得交叉线有机分子器件；其特征在于，其步骤如下：
步骤1、在基片表面上淀积氮化硅薄膜；
步骤2、在氮化硅薄膜表面上旋涂抗蚀剂，光刻得到下电极图形；
步骤3、利用抗蚀剂掩蔽刻蚀氮化硅薄膜；
步骤4、蒸发、剥离金属得到交叉线下电极；
步骤5、淀积氧化硅以填充氮化硅沟槽；
步骤6、刻蚀氧化硅至氮化硅薄膜表面；
步骤7、旋涂抗蚀剂，光刻得到上电极图形；
步骤8、蒸发、剥离金属得到上电极；
步骤9、去除上下电极之间残留的氧化硅；
步骤10、液相法生长有机分子材料；
步骤11、刻蚀，完成交叉线有机分子器件的制备。
2、根据权利要求1所述的交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法，其特征在于，其中所述的在基片表面上淀积氮化硅薄膜是采用低压化学气相淀积的方法获得。
3、根据权利要求1所述的交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法，其特征在于，其中所述下电极图形是通过在氮化硅薄膜表面上旋涂抗蚀剂并光刻、显影获得的。
4、根据权利要求1所述的交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法，其特征在于，其中所述刻蚀氮化硅薄膜是采用氟基气体，其目的是形成下电极所用的沟槽。
5、根据权利要求1所述的交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法，其特征在于，其中所述金属采用蒸发或溅射的方法得到，剥离采用丙酮、乙醇、去离子水等液体超声方法，其目的是获得上电极及下电极。
6、根据权利要求1所述的交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法，其特征在于，其中所述氧化硅薄膜采用等离子增强化学气相淀积获得，用以填充氮化硅沟槽。
7、根据权利要求1所述的交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法，其特征在于，其中所述刻蚀氧化硅薄膜是采用氟基气体，并且要大面积刻蚀到氮化硅表面，仅在下电极所处的沟槽中留下氧化硅，其目的是形成上下电极之间的牺牲层。
8、根据权利要求1所述的交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法，其特征在于，其中所述的上电极是通过此前的基础上旋涂抗蚀剂、光刻、显影、蒸发金属并剥离获得的。
9、根据权利要求1所述的交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法，其特征在于，其中所述的残留的氧化硅是采用氢氟酸缓冲液湿法去除。
10、根据权利要求1所述的交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法，其特征在于，其中所述的生长有机分子材料是采用的液相法。
11、根据权利要求1所述的交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法，其特征在于，其中所述的有机分子材料刻蚀采用等离子体，其目的是去除多余的有机材料，以去除交叉线之间的相互影响。
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