CN102776566A - 基于多晶硅的超材料制备方法和基于多晶硅的超材料 - Google Patents

基于多晶硅的超材料制备方法和基于多晶硅的超材料 Download PDF

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赵治亚
杨宗荣
缪锡根
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Abstract

本发明提供了一种基于多晶硅的超材料制备方法，该方法包括：对硅衬底进行氧化，获得二氧化硅绝缘层；在所述二氧化硅绝缘层上淀积一层多晶硅；在所述多晶硅上涂覆一层光刻胶，根据预设的微阵列结构对所述光刻胶进行光刻；将光刻胶上光刻后形成的图形转移到所述多晶硅上；去除涂覆在所述多晶硅上的光刻胶，得到具有所述微阵列结构的超材料。本发明实施例还提供了一种基于多晶硅的超材料。以得到微结构可控性能更高、也更符合设计要求的超材料。

Description

基于多晶硅的超材料制备方法和基于多晶硅的超材料
【技术领域】
本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种基于多晶硅的超材料制备方法和基于多晶硅的超材料。
【背景技术】
随着雷达探测、卫星通讯、航空航天等高新技术的快速发展，以及抗电磁干扰、隐形技术、微波暗室等研究领域的兴起，微波吸收材料的研究越来越受到人们的重视。由于超材料能够出现非常奇妙的电磁效应，可用于吸波材料和隐形材料等领域，成为吸波材料领域研究的热点。超材料的性质和功能主要来自于其内部的结构，如何制备具有周期性排列的三维精细结构成为超材料制备技术的关键。
CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物)工艺是当今半导体工艺中能实现可控的最小尺寸的工艺，现在32nm的工艺逐渐成熟，更小尺寸的工艺正在开发。因此，有效的利用CMOS工艺中的尺寸控制手段，能够制造极小尺寸的微结构，利用不同性质的材料的特殊微结构便能制造出用于特殊性质的超材料。多晶硅是CMOS工艺中使用很广泛的一种材料，具有高度的可控性。但是现有技术中还没有基于多晶硅的超材料制备技术。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于多晶硅的超材料制备方法和基于多晶硅的超材料，能够得到微结构可控性能更高、也更符合设计要求的超材料。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于多晶硅的超材料制备方法，该方法包括：
对硅衬底进行氧化，获得二氧化硅绝缘层；
在所述二氧化硅绝缘层上淀积一层多晶硅；
在所述多晶硅上涂覆一层光刻胶，根据预设的微阵列结构对所述光刻胶进行光刻；
将光刻胶上光刻后形成的图形转移到所述多晶硅上；
去除涂覆在所述多晶硅上的光刻胶，得到具有所述微阵列结构的超材料。
本发明另一实施例还提供了一种采用上述技术方案制备的基于多晶硅的超材料。
上述技术方案与现有技术相比，具有以下优点：通过对硅衬底进行氧化，获得二氧化硅绝缘层，然后在二氧化硅绝缘层上淀积一层多晶硅，在多晶硅上形成微阵列结构，获得基于多晶硅的超材料。由于硅的可控性高，因此基于多晶硅的超材料可控性能更高、也更符合设计要求。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的基于多晶硅的超材料制备过程的状态图；
图2是本发明实施例一提供的基于多晶硅的超材料制备方法流程图；
图3是本发明实施例二提供的基于多晶硅的超材料制备方法流程图；
图4是本发明实施例三提供的基于多晶硅的超材料制备方法流程图；
图5是本发明实施例四提供的基于多晶硅的超材料制备方法流程图；
图6是本发明实施例五提供的基于多晶硅的超材料制备方法流程图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
首先，为了本领域技术人员更容易理解本发明的技术方案，下面结合图1对本发明的技术方案进行总体介绍：
图1为基于多晶硅的超材料制备过程的状态图，其中：11为在硅衬底上形成一层二氧化硅绝缘层后所示的状态图；12为在二氧化硅绝缘层上淀积一层多晶硅后所示的状态图；13为在多晶硅上涂覆一层光刻胶后所示的状态图；14为在光刻胶上刻蚀出所需微阵列结构图形后所示的状态图；15为将光刻胶上光刻后形成的图形转移到多晶硅上所示的状态图；16为除去多晶硅上光刻胶后所示的状态图，从16可以看出，采用本发明实施例提供的基于多晶硅的超材料制备方法，可以制备出具有多晶硅的超材料。
实施例一、
掺见图2，是本发明实施一提供的一种基于多晶硅的超材料制备方法流程图，包括如下步骤：
S21：对硅衬底进行氧化，获得二氧化硅绝缘层。
其中，硅衬底的氧化可以采用干法氧化的方法和湿法氧化的方法。干法氧化和湿法氧化属于本领域技术人员公知的技术，此处不再赘述。
S22：在二氧化硅绝缘层上淀积一层多晶硅。
可以理解的是，在淀积多晶硅的过程中，在多晶硅中掺入杂质，以提高多晶硅的导电性。
S23：在多晶硅上涂覆一层光刻胶。
S24：根据预设的微阵列结构对光刻胶进行光刻。
在具体的实施过程中，微阵列结构根据具体的要求进行设计。光刻属于本领域技术人员公知的技术，此处不再赘述。
S25：将光刻胶上光刻后形成的图形转移到多晶硅上。即：在多晶硅上成型出预设的微阵列结构。
S26：去除涂覆在多晶硅上的光刻胶，得到具有微阵列结构的超材料。
本实施例中，通过对硅衬底进行氧化，获得二氧化硅绝缘层，然后在二氧化硅绝缘层上淀积一层多晶硅，在多晶硅上形成微阵列结构，获得基于多晶硅的超材料。由于硅的可控性高，因此基于多晶硅的超材料可控性能更高、也更符合设计要求。
实施例二、
掺见图3，是本发明实施二提供的一种柔性基板的制备方法流程图，包括如下步骤：
S31：采用湿法氧化的方法，对硅衬底进行氧化，获得二氧化硅绝缘层。
其中，湿法氧化的方法属于本领域技术人员公知的技术，此处不再赘述。
S32：在二氧化硅绝缘层上淀积一层多晶硅。
在具体的实施过程中，淀积多晶硅的厚度根据具体的要求进行设置。
可以理解的是，在淀积多晶硅的过程中，在多晶硅中掺入杂质，以提高多晶硅的导电性。
S33：在多晶硅上涂覆一层光刻胶，根据预设的微阵列结构对光刻胶进行光刻。
具体的，可以在多晶硅上涂覆一层正性光刻胶或者负性光刻胶；微阵列结构根据具体的要求进行设置，可以是规则形状，也可以是不规则形状。
S34：采用湿法蚀刻的方法，在多晶硅上蚀刻出光刻胶上光刻后形成的图形。
其中，湿法蚀刻的方法属于本领域技术人员公知的技术，此处不再赘述。
S35：采用碱洗去涂覆在多晶硅上的光刻胶，得到具有微阵列结构的超材料。
在具体的实施过程中，可采用丙酮洗去涂覆在多晶硅上的光刻胶。
本实施例相对于实施例一，在对硅衬底进行氧化时，采用湿法氧化的方式；将光刻胶上光刻后形成的图形转移到多晶硅上时，采用湿法蚀刻的方式。在具体的实施过程中，根据具体情况选择适合的实施方式。
实施例三、
掺见图4，是本发明实施三提供的一种柔性基板的制备方法流程图，包括如下步骤：
S41：采用干法氧化的方法，对硅衬底进行氧化，获得二氧化硅绝缘层。
其中，干法氧化的方法属于本领域技术人员公知的技术，此处不再赘述。
S42：在二氧化硅绝缘层上淀积一层多晶硅。
在具体的实施过程中，淀积多晶硅的厚度根据具体的要求进行设置。
可以理解的是，在淀积多晶硅的过程中，在多晶硅中掺入杂质，以提高多晶硅的导电性。
S43：在多晶硅上涂覆一层光刻胶，根据预设的微阵列结构对光刻胶进行光刻。
具体的，可以在多晶硅上涂覆一层正性光刻胶或者负性光刻胶；微阵列结构根据具体的要求进行设置，可以是规则形状，也可以是不规则形状。
S44：采用干法刻蚀的方法，在多晶硅上刻蚀出光刻胶上光刻后形成的图形。
其中，干法刻蚀的方法属于本领域技术人员公知的技术，此处不再赘述。
S45：采用碱洗去涂覆在多晶硅上的光刻胶，得到具有微阵列结构的超材料。
在具体的实施过程中，可采用丙酮洗去涂覆在多晶硅上的光刻胶。
本实施例相对于实施例二，在对硅衬底进行氧化时，采用干法氧化的方式；将光刻胶上光刻后形成的图形转移到多晶硅上时，采用干法刻蚀的方式。在具体的实施过程中，根据具体情况选择适合的实施方式。
实施例四、
掺见图5，是本发明实施四提供的一种柔性基板的制备方法流程图，包括如下步骤：
S51：采用湿法氧化的方法，对硅衬底进行氧化，获得二氧化硅绝缘层。
其中，湿法氧化的方法属于本领域技术人员公知的技术，此处不再赘述。
S52：在二氧化硅绝缘层上淀积一层多晶硅。
在具体的实施过程中，淀积多晶硅的厚度根据具体的要求进行设置。
S53：在多晶硅上涂覆一层光刻胶，根据预设的微阵列结构对光刻胶进行光刻。
具体的，可以在多晶硅上涂覆一层正性光刻胶或者负性光刻胶；微阵列结构根据具体的要求进行设置，可以是规则形状，也可以是不规则形状。
S54：采用干法刻蚀的方法，在多晶硅上刻蚀出光刻胶上光刻后形成的图形。
其中，干法刻蚀的方法属于本领域技术人员公知的技术，此处不再赘述。
S55：采用碱洗去涂覆在多晶硅上的光刻胶。
在具体的实施过程中，可采用丙酮洗去涂覆在多晶硅上的光刻胶。
S56：在多晶硅中掺入杂质，得到具有微阵列结构的超材料。
具体的，可采用将将P型或者N型杂质注入到多晶硅中的方式。掺入杂质的比例根据具体的要求进行设定。
本实施例相对于实施例二，将光刻胶上光刻后形成的图形转移到多晶硅上时，采用干法刻蚀的方式、在采用碱洗去涂覆在多晶硅上的光刻胶后，进一步在具有微阵列结构的多晶硅中掺入杂质，以提高多晶硅的导电性。在具体的实施过程中，根据具体情况选择适合的实施方式。
实施例五、
掺见图6，是本发明实施五提供的一种柔性基板的制备方法流程图，包括如下步骤：
S61：采用干法氧化的方法，对硅衬底进行氧化，获得二氧化硅绝缘层。
其中，干法氧化的方法属于本领域技术人员公知的技术，此处不再赘述。
S62：在二氧化硅绝缘层上淀积一层多晶硅。
在具体的实施过程中，淀积多晶硅的厚度根据具体的要求进行设置。
S63：在多晶硅上涂覆一层光刻胶，根据预设的微阵列结构对光刻胶进行光刻。
具体的，可以在多晶硅上涂覆一层正性光刻胶或者负性光刻胶；微阵列结构根据具体的要求进行设置，可以是规则形状，也可以是不规则形状。
S64：采用湿法蚀刻的方法，在多晶硅上蚀刻出光刻胶上光刻后形成的图形。
其中，湿法蚀刻的方法属于本领域技术人员公知的技术，此处不再赘述。
S65：采用碱洗去涂覆在多晶硅上的光刻胶。
在具体的实施过程中，可采用丙酮洗去涂覆在多晶硅上的光刻胶。
S66：在多晶硅中掺入杂质，得到具有微阵列结构的超材料。
具体的，可采用将将P型或者N型杂质注入到多晶硅中的方式。
其中，掺入杂质的比例根据具体的要求进行设定，当加入杂质后。
本实施例相对于实施例四，在对硅衬底进行氧化时，采用干法氧化的方式；将光刻胶上光刻后形成的图形转移到多晶硅上时，采用湿法蚀刻的方式。在具体的实施过程中，根据具体情况选择适合的实施方式。
上述实施例描述了基于多晶硅的超材料制备方法，本发明还包括采用上述实施方式制备的基于多晶硅的超材料。此处不再赘述。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种基于多晶硅的超材料制备方法，其特征在于，所述方法包括：
对硅衬底进行氧化，获得二氧化硅绝缘层；
在所述二氧化硅绝缘层上淀积一层多晶硅；
在所述多晶硅上涂覆一层光刻胶，根据预设的微阵列结构对所述光刻胶进行光刻；
将光刻胶上光刻后形成的图形转移到所述多晶硅上；
去除涂覆在所述多晶硅上的光刻胶，得到具有所述微阵列结构的超材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述多晶硅中掺入杂质。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述多晶硅中掺入杂质，包括：
将P型或者N型杂质注入到所述多晶硅中。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对硅衬底进行氧化，包括：
采用湿法氧化的方法，对所述硅衬底进行氧化。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对硅衬底进行氧化，包括：
采用干法氧化的方法，对所述硅衬底进行氧化。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述二氧化硅绝缘层上淀积一层多晶硅，还包括：
在所述多晶硅中掺入杂质。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将光刻胶上光刻后形成的图形转移到所述多晶硅上，包括：
采用湿法蚀刻的方法，在所述多晶硅上蚀刻出光刻胶上光刻后形成的图形。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将光刻胶上光刻后形成的图形转移到所述金属箔上，包括：
采用干法刻蚀的方法，在所述氧化硅上刻蚀出光刻胶上光刻后形成的图形。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述去除涂覆在所述金属箔上的光刻胶，包括：
采用碱洗去涂覆在所述金属箔上的光刻胶。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述采用碱洗去涂覆在所述金属箔上的光刻胶，包括：
采用丙酮洗去涂覆在所述金属箔上的光刻胶。
11.一种基于多晶硅的超材料，其特征在于，包括采用权利要求1至10任意一项所述的方法制备的基于多晶硅的超材料。
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