CN110620033B - 一种金属纳米线或片的制作方法及纳米线或片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种金属纳米线或片的制作方法，包括首先在衬底上依次交替生长若干层第一薄膜和第二薄膜，在顶层第二薄膜上涂覆光阻层；在光阻层上光刻出两端为平板区域中间有若干线条连接的图形；刻蚀第一薄膜和第二薄膜形成上述图形；去除底层第一薄膜上的若干线条，使底层第二薄膜上的若干线条呈悬空状；钝化刻蚀后的第一薄膜和第二薄膜，在钝化后的第一薄膜和第二薄膜上表面溅射金属薄膜，形成自然隔离的金属纳米线或片。本发明通过光刻、薄膜生长，结合特殊刻蚀，在钝化后的第一薄膜和第二薄膜上表面溅射金属薄膜，由于刻蚀形成的台阶覆盖率有限，可实现纳米线或片的自然物理隔离，无需额外的工艺步骤。本发明还提供了一种纳米线或片。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体器件制造领域，尤其涉及一种金属纳米线或片的制作方法及纳米线或片。
背景技术
随着信息技术的发展，对半导体器件的运算速度以及集成度的要求逐步提高，半导体器件特征尺寸(Critical Dimension，CD)逐步变小。基于用户对运算速度以及集成度的需求，纳米线应运而生。
纳米线是指在横向上被限制在100纳米以下(纵向没有限制)的一维结构。悬置纳米线是指纳米线在真空条件下末端被固定。典型的纳米线的纵横比在1000以上，因而常将其作为一维结构。随着集成电路先进互联工艺的研究进行，Ru，Co，Mo等金属纳米线材料研究成为热点，但是这些材料不论采用干法还是湿法都极难刻蚀。目前针对Ru，Co等金属，主要还是采用剥离（lift off）、大马士革和侧墙转移直接刻蚀的方式，剥离工艺分辨率受限制，大马士革工艺复杂，采用侧墙转移直接刻蚀金属纳米线，纳米线截面形状不可控，不能灵活控制纳米线的宽度和厚度，而且对纳米线存在等离子损伤。
因此，如何制作一种工艺简单，且能够灵活控制其截面形状的纳米线或片成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种金属纳米线或片的制作方法及纳米线或片，该方法工艺简单，能够对金属纳米线或片的关键尺寸进行精确控制。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种金属纳米线或片的制作方法，包括以下步骤：
在衬底上依次交替生长若干层第一薄膜和第二薄膜，在顶层第二薄膜上涂覆光阻层；
在光阻层光刻形成图形，图形包括两相对分布的平板区域，以及连接两平板区域的若干线条；
刻蚀第一薄膜和第二薄膜形成所述图形；
刻蚀第一薄膜和第二薄膜，去除底层第一薄膜上的图形中的若干线条，使底层第二薄膜上的图形中的若干线条呈悬空状；
钝化刻蚀后的第一薄膜和第二薄膜；
在钝化后的第一薄膜和第二薄膜上表面溅射金属薄膜，形成金属纳米线或片。
优选地，生长方式包括化学气相沉积或外延方式。
优选地，刻蚀第一薄膜和第二薄膜，去除底层第一薄膜上的图形中的若干线条，使底层第二薄膜上的图形中的若干线条呈悬空状，步骤包括：
干法各向异性刻蚀第一薄膜和第二薄膜，刻蚀后的侧壁形状为倒梯形或陡直，倒梯形最佳，倒梯形底角范围是700~900；
去除光阻层；
干法各向同性选择性刻蚀第一薄膜和第二薄膜，直至把第一薄膜上的图形中的若干线条掏空，使第二薄膜上的图形中的若干线条呈悬空状。
优选地，刻蚀第一薄膜和第二薄膜，去除底层第一薄膜上的图形中的若干线条，使底层第二薄膜上的图形中的若干线条呈悬空状，步骤包括：
干法各向异性刻蚀顶层第二薄膜，刻蚀后的顶层第二薄膜侧壁为陡直；
去除光阻层，在顶层第二薄膜上表面、侧壁和顶层第一薄膜上表面生长第三薄膜；
干法各向异性刻蚀第三薄膜，去除顶层第一薄膜和第二薄膜上表面生长的第三薄膜，留下第三薄膜侧墙；
去除顶层第二薄膜；
利用光阻层光刻形成的图形挡住侧墙两端；
干法各向异性刻蚀交替生长的第一薄膜和第二薄膜至衬底；
去除光阻层，干法各向同性选择性刻蚀底层第一薄膜，直至把底层第一薄膜上的图形中的若干线条掏空，使底层第二薄膜上的图形中的若干线条呈悬空状。
优选地，干法各向同性选择性刻蚀包括，利用BOE溶液或气态HF刻蚀，气态HF刻蚀最佳。
优选地，第一薄膜为SiO2、SiGe、Ge、GeSn、高K材料HfO2、AL2O3、ZrO2中的任意一种，第二薄膜包括Si，第一薄膜和第二薄膜厚度为10纳米~100纳米。
优选地，光刻包括直接光刻或者侧墙转移加直接光刻。
优选地，第三薄膜包括SiC或SiN，厚度为1纳米~100纳米。
优选地，平板区域边长为100微米~200微米。
优选地，纳米线或片的尺寸通过薄膜生长、牺牲、氧化、漂除来控制，纳米线直径为3纳米~100纳米。
本发明还提供了一种纳米线或片，包括：
衬底；
第一薄膜，第一薄膜生长在衬底上，第一薄膜包括两相对分布的平板区域；
第二薄膜，第二薄膜生长在第一薄膜上，第二薄膜包括两相对分布的平板区域，以及连接两平板区域的悬空状的若干纳米线或片。
本发明提供了一种金属纳米线或片的制作方法及纳米线或片，包括首先在衬底上依次交替生长若干层第一薄膜和第二薄膜，在顶层第二薄膜上涂覆光阻层；在光阻层上光刻出两端为平板区域中间有若干线条连接的图形；刻蚀第一薄膜和第二薄膜形成上述图形；刻蚀第一薄膜和第二薄膜，刻蚀去除底层第一薄膜上的图形中的若干线条，使底层第二薄膜上的图形中的若干线条呈悬空状；并钝化刻蚀后的第一薄膜和第二薄膜，在钝化后的第一薄膜和第二薄膜上表面溅射金属薄膜，形成自然隔离的金属纳米线或片。由于本发明刻蚀形成的PVD工艺台阶与侧壁覆盖性不佳，溅射金属后，金属薄膜主要沉积在上表面，侧壁极少，内凹的侧壁或遮挡的底部几乎没有金属沉积，所以在经过特殊刻蚀形成的第一薄膜和第二薄膜上表面生长难以刻蚀的金属薄膜后，很难覆盖进侧壁和内凹的纳米线底部，金属无需后续加工即可实现自然的物理隔离，即在第二薄膜形成的若干线条上形成自然隔离的纳米线或片，不需要图形化，无需额外的工艺步骤，工艺简单。
附图说明
图1为本发明提供的一种纳米线或片的制作方法的流程图；
图2-图4、图5A-图9A和图5B-图9B为本发明提供的实施例一中制造纳米线的过程中的中间结构的示意图，其中，图2-图3为正视图，图4为俯视图，图5A-图9A为A-A剖面示意图，图5B-图9B为B-B剖面示意图；
图10为本发明提供的实施例一中的金属纳米线阵列及测试平板示意图；
图11-图18、图19A-图22A和图19B-图22B为本发明提供的实施例二中制造纳米线的过程中的中间结构的示意图，其中，图11-图12和图14-图18为正视图，图13为俯视图，图19A-图22A，为A-A剖面示意图，图19B-图22B为B-B剖面示意图；
图23为本发明提供的实施例二中的金属纳米线阵列及测试平板示意图；
其中：0.衬底，1.第一薄膜，2.第二薄膜，3.光阻层，4.平板区域，41.扎入正电极，42.扎入负电极，5.若干线条，6.SiO2绝缘层，7.SiO2与GeO2绝缘层，8.金属薄膜，9.第三薄膜。
具体实施方式
下面结合附图说明根据本发明的具体实施方式。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的界面图会比一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
随着信息技术的发展，用户对作为信息载体的手机、平板电脑、计算机等设备要求越来越高。为了应对信息时代，用户对上述设备的数据处理能力、数据存储能力等要求不断提高。而数据处理能力以及数据存储能力是与集成电路的规模相关的，可以理解，提高集成电路的规模可以在一定程度上提升器件的数据处理能力或数据存储能力。为了提高集成电路的规模，可以尽可能地减小器件的线宽，基于此，纳米线应运而生。在半导体领域，纳米线是指横向上被限制在100纳米以下，纵向没有限制的一维结构。
随着集成电路先进互联工艺的研究进行，Ru，Co，Mo等金属纳米线材料研究成为热点，但是这些材料不论采用干法还是湿法都极难刻蚀。目前针对Ru，Co等金属，主要还是采用剥离（lift off）、大马士革和侧墙转移直接刻蚀的方式，剥离工艺分辨率受限制，大马士革工艺复杂，采用侧墙转移直接刻蚀金属纳米线，纳米线截面形状不可控，不能灵活控制纳米线的宽度和厚度、而且对纳米线存在等离子损伤。
基于此，本发明提出了一种通过普通光刻、薄膜生长，结合特殊刻蚀方式，包括首先在衬底上依次交替生长若干层第一薄膜和第二薄膜，在顶层第二薄膜上涂覆光阻层；在光阻层上光刻出两端为平板区域中间有若干线条连接的图形；刻蚀第一薄膜和第二薄膜形成上述图形；刻蚀第一薄膜和第二薄膜，刻蚀去除底层第一薄膜上的图形中的若干线条，使底层第二薄膜上的图形中的若干线条呈悬空状；并钝化刻蚀后的第一薄膜和第二薄膜，在钝化后的第一薄膜和第二薄膜上表面溅射金属薄膜，形成自然隔离的金属纳米线或片。由于本发明经过上述特殊刻蚀形成的PVD工艺台阶与侧壁覆盖性不佳，金属薄膜主要沉积在上表面，侧壁极少，内凹的侧壁或遮挡的底部几乎没有金属沉积，所以在经过特殊刻蚀形成的第一薄膜和第二薄膜上表面生长难以刻蚀的金属薄膜后，很难覆盖进侧壁和内凹的纳米线底部，金属无需后续加工即可实现自然的物理隔离，在第二薄膜中形成的若干线条上形成自然隔离的金属纳米线或片，不需要图形化，无需额外的工艺步骤，工艺简单。本发明纳米线的关键尺寸通过薄膜生长、牺牲、氧化、漂除第二薄膜中的若干线条来控制极小尺寸和精度，进一步实现了对纳米线截面形状的控制，不完全依赖光刻技术，满足了用户的需求。
为了便于理解，下面将结合附图，对本发明实施例提供的纳米线的制作方法进行介绍。
实施例一
参见图1-图4、图5A-图9A、图5B-图9B及图10，该方法包括：
S101：在衬底0上依次生长一层第一薄膜1和第二薄膜2，在第二薄膜2上涂覆光阻层3。
衬底0在半导体领域，可以理解为一种用于在其上形成晶体管或其他半导体器件的基底。衬底0一方面起机械支撑作用，通过物理或化学的方式在衬底0上形成薄膜，然后通过光刻、原子注入等工艺形成半导体器件。另一方面，衬底0具有改善薄膜特性的作用，薄膜是在衬底0上形成的，衬底0的材料性质和衬底0的表面形状对薄膜特性影响较大，由于薄膜厚度通常在纳米与微米之间，因而对衬底0的表面平整度要求较高。薄膜和衬底0的结合也会对薄膜特性产生影响，衬底0可以是仅晶圆形成的衬底，也可以已经形成图案的衬底。具体的，衬底0可以是硅衬底、含硅衬底等，还可以是硅覆绝缘衬底(silicone-on-insulator)，本发明对衬底0的材料不做限定，本实施例中选用Si半导体衬底。
需要说明的是，在本实施例中，首先在衬底0上向上生长一层第一薄膜1，然后在第一薄膜1上生长第二薄膜2（参见图2），第一薄膜1的材料可以为CVD SiO2、SiGe、Ge、GeSn、高K材料HfO2、AL2O3、ZrO2中的任意一种，第二薄膜2的材料一般为Si，第一薄膜1和第二薄膜2的厚度为10纳米~100纳米。薄膜生长方式可以为化学气相沉积CVD或者外延方式。本实施例中第一薄膜1材料为Si0.7Ge0.3，厚度为100纳米，再外延生长第二薄膜2，第二薄膜2选Si膜，厚度100纳米。
在衬底0上依次向上生长完第一薄膜1和第二薄膜2后，在第二薄膜2上涂覆光阻层3（参见图3）。
S102：在光阻层3光刻形成图形，所述图形包括两相对分布的平板区域4，以及连接两平板区域4的若干线条5（参见图4）。
需要说明的是，光阻作为一种光敏材料，通过光刻技术，可以在材料表面刻上一个图案的被覆层。本实施例中在光阻层3，通过直接光刻或侧墙转移加直接光刻的技术，在光阻层3刻出两端为平板区域4中间有若干线条5连接的光刻图形（参见图4），此光刻图形类似哑铃状图案，平板区域4边长为100微米~200微米，若干线条5可以设计为一根、也可以设置为多根，本实施例中设置为3根。
S103：刻蚀所述第一薄膜1和第二薄膜2以形成所述图形。
需要说明的是，本实施例中，在衬底0上依次生长了一层第一薄膜1和第二薄膜2，采用干法各向异性刻蚀第一薄膜1和第二薄膜2，使第一薄膜1和第二薄膜2形成光阻层3光刻出的图形，刻蚀后的第一薄膜1和第二薄膜2的侧壁形状为倒梯形或陡直，倒梯形最佳，本实施例经过刻蚀后的第一薄膜1和第二薄膜2的侧壁为倒梯形（参见图5A-5B），倒梯形底角范围是700~900，即梯形侧边界与薄膜水平面的夹角范围为700~900，如果倒梯形底角范围太小，不容易刻蚀，而且刻蚀后的侧壁和PVD台阶表面积比较大，溅射台阶和侧壁的面积会比较大，不利于金属纳米线的形成。
S104：刻蚀第一薄膜1和第二薄膜2，刻蚀去除底层第一薄膜1上的图形中的若干线条5，使底层第二薄膜2上的图形中的若干线条5呈悬空状。
需要说明的是，由于本实施例中只是在衬底0上生长了一层第一薄膜1和第二薄膜2，所以底层包括本发明中生长的第一薄膜1和第二薄膜2，在步骤S103的基础上，将第一薄膜1和第二薄膜2刻蚀形成光阻层3上光刻出的图形，且侧壁为倒梯形；然后去除光阻层3（参见图6A-6B）；干法各向同性选择性刻蚀第二薄膜2，干法等离子选择性各向同性刻蚀第一薄膜1，直至把第一薄膜1中的若干线条5掏空，使第二薄膜2中的图形中的若干线条5呈悬空状，使第二薄膜2形成中间为悬空的若干线条5两端为相对设置的平板区域4，由于第一薄膜1中间的若干线条5被掏空，而第一薄膜1和第二薄膜2侧壁被刻蚀为倒梯形，所以第二薄膜2中两相对设置的平板区域4四周呈悬臂结构（参见图7A-7B），之所以采用干法各向同性选择性刻蚀第二薄膜2使其中间形成悬空状若干线条5，是为了有效防止纳米线释放后的上下粘连。
S105：钝化刻蚀后的第一薄膜1和第二薄膜2。
需要说明的是，本实施例中，经过步骤S104在第二薄膜2上形成了悬空的若干线条5和两相对的四周带悬臂的平板区域4，将第二薄膜2上的悬空的若干线条5全部或者部分氧化（参见图8A-8B），本实施例中采用850度臭氧氧化，第二薄膜2中的若干线条5被氧化为SiO2绝缘层6，第一薄膜1被氧化为SiO2与GeO2绝缘层7，选择用100：1HF适当腐蚀SiO2绝缘层6，因为本实施例中氧化厚度基本在0.5纳米~1纳米之间，所以每进行一次上述氧化步骤即可达到0.5纳米~1纳米的加工精度，反复进行即可使纳米线条做到需要的尺寸直径或宽度，比如5纳米宽，以此来控制纳米线的极小尺寸和精度，不完全依赖光刻技术。
S106：在钝化后的第一薄膜1和第二薄膜2上表面溅射金属薄膜8，形成金属纳米线或片。
需要说明的是，本实施例中，通过步骤S105，在钝化后的第一薄膜1和第二薄膜2上表面磁控溅射金属薄膜8，第二薄膜2被氧化为SiO2绝缘层6，第一薄膜1被氧化为SiO2与GeO2绝缘层7，即在氧化后的第二薄膜2形成的四周带悬臂的平板区域4，及连接所述平板区域4的悬空状的若干线条5上，氧化后的第一薄膜1上表面，即PVD台阶上，均磁控溅射金属Ru5纳米宽（参见图9A-9B）。
本实施例采用步骤S103和步骤S104中特殊的刻蚀方式，在第一薄膜1和第二薄膜2上表面形成特殊的图形模板，即中间为悬空的三根线条和四周带悬臂的平板区域4，而磁控溅射具有台阶覆盖性不好的特点，即金属只容易在材料的上表面生长，悬空结构的侧壁及内掏空位置覆盖不上，很难覆盖进第一薄膜1的侧壁或者内凹的纳米线底部，金属无需后续加工即可实现自然的物理隔离，形成三根自然隔离的金属纳米线或片及测试平板（参见图10），41为扎入正电极，42为扎入负电极，41和42扎入相应正负电极即可直接测量纳米线或片的导电性能。
实施例二
参见图1、图11-图18，图19A-图22A、图19B-图22B和图23，该方法包括：
S201：在衬底0上依次交替生长两层第一薄膜1和第二薄膜2，并在第二层第二薄膜2上涂覆光阻层3。
需要说明的是，本实施例是在衬底0上依次向上生长第一层第一薄膜1、第一层第二薄膜2、第二层第一薄膜1、第二层第二薄膜2（参见图11），也可以交替生长三层、四层等。本实施例中采用化学气相沉积CVD方式进行薄膜生长，第一薄膜1为SiO2，厚度50纳米，第二薄膜2为非晶Si膜，厚度100纳米。
在衬底0上依次生长完第一层第一薄膜1、第一层第二薄膜2、第二层第一薄膜1、第二层第二薄膜2后，在第二层第二薄膜2上涂覆光阻层3（参见图12），光阻作为一种光敏材料。通过光刻技术，可以在材料表面刻上一个图案的被覆层。
S202：在光阻层3光刻形成图形，所述图形包括两相对分布的平板区域4，以及连接两平板区域4的若干线条5。
需要说明的是，在光阻层3，通过直接光刻或侧墙转移加直接光刻的技术，在光阻层3上刻出两端为平板区域4中间有若干线条5连接的光刻图形，若干线条5可以设计为一根、也可以设置为多根，本实施例中若干线条设置为2根（参见图13），平板区域4边长为100微米~200微米。
S203：刻蚀第一薄膜1和第二薄膜2形成所述图形（参见图13）。
需要说明的是，本实施例中，在衬底0上依次向上生长了第一层第一薄膜1、第一层第二薄膜2、第二层第一薄膜1、第二层第二薄膜2；首先采用干法各向异性刻蚀第二层第二薄膜2，刻蚀后的第二层第二薄膜2侧壁形状为陡直（参见图14）；
然后去除光阻层3，并在第二层第一薄膜1的上表面、第二层第二薄膜2的上表面和侧壁上生长第三薄膜9（参见图15），第三薄膜9包括SiC或SiN，本实施例中第三薄膜9选用SiN，厚度为20纳米，其厚度决定了后续金属纳米线的直径；然后干法各向异性刻蚀第三薄膜9，刻蚀掉第二层第一薄膜1和第二薄膜2上表面生长的第三薄膜9、留下第三薄膜9的侧墙（参见图16）；选择性去除第二层第二薄膜2（参见图17）；利用光阻层3光刻形成的大小为100微米*100微米的光刻图形挡住侧墙两端（参见图18）；干法各向异性刻蚀光阻层3及依次设置的第二层第一薄膜1、第一层第二薄膜2、第一层第一薄膜1至衬底0（参见图19A-图19B），形成光阻层3上的光刻图形（参见图13）。
S204：刻蚀第一薄膜1和第二薄膜2，刻蚀去除底层第一薄膜1上的图形中的若干线条5，使底层第二薄膜2上的图形中的若干线条5呈悬空状。
需要说明的是，本实施例中生长两层第一薄膜1和第二薄膜2，所以第二层即为顶层，第一层即为底层。在步骤S203的基础上，将第二层第一薄膜1、第一层第二薄膜2、第一层第一薄膜1刻蚀形成光阻层3上光刻出的图形，且侧壁为陡直；然后去除光阻层3，干法各向同性选择性刻蚀第二层第一薄膜1、第一层第二薄膜2、第一层第一薄膜1，可用BOE溶液或气态HF选择性腐蚀，其中气态HF腐蚀佳，将第二层第一薄膜1刻蚀掉，将第一层第一薄膜1中的若干线条5掏空，使第一层第二薄膜2中的图形中的若干线条5呈悬空状，使第一层第二薄膜2形成中间为悬空的若干线条5两端为相对设置的平板区域4，由于第一层第一薄膜1中间的若干线条5被掏空，而第一层第一薄膜1和第二薄膜2侧壁被刻蚀为陡直，通过干法各向同性选择性刻蚀第一层第一薄膜1，使第一层第二薄膜2中两相对设置的平板区域4四周呈悬臂结构（参见图20A-20B），之所以采用干法各向同性选择性刻蚀第一层第一薄膜1，使第一层第二薄膜2中间形成悬空状若干线条5，是为了有效防止纳米线释放后的上下粘连，使第一层第二薄膜2形成两相对设置的平板区域4且呈四周悬臂结构，是为了形成内凹的侧壁及遮挡底部，防止溅射金属时，覆盖进侧壁和底部。
S205：钝化刻蚀后的第一薄膜1和第二薄膜2。
需要说明的是，经过步骤S204刻蚀后，只剩下第一层第一薄膜1和第一层第二薄膜2，下面第一层第一薄膜1和第一层第二薄膜2全部用第一薄膜1和第二薄膜2代替，在第二薄膜2上形成了悬空的若干线条5和两相对的四周带悬臂的平板区域4，将第二薄膜2上的悬空的若干线条5全部热氧化，因第二薄膜2为Si，全部氧化透成为SiO2绝缘层6（参见图21A-21B），第一薄膜1为SiO2，第三薄膜9为SiN，所以氧化后第一薄膜1和第二薄膜2不变。第三薄膜9的侧墙厚度可以初步决定纳米线或片的直径或宽度，通过上述热氧化生成的氧化硅可以精确控制氧化厚度，比如1纳米，然后通过腐蚀剂如气态HF选择性去除氧化硅从而达到精确控制纳米线直径或宽度的目的，然后反复进行上述步骤，每次即可达到1纳米的加工精度。
S206：在钝化后的第一薄膜1和第二薄膜2上表面溅射金属薄膜8，形成金属纳米线或片。
需要说明的是，在本实施例中，通过步骤S205，即在氧化后的第二薄膜2形成的悬空的若干线条5和两相对的四周带悬臂的平板区域4上，氧化后的第一薄膜1上表面，即PVD台阶上，均磁控溅射金属Co 3纳米宽（参见图22A-22B）。本实施例采用步骤S203和步骤S204中特殊的刻蚀方式，在第一层第一薄膜1和第一层第二薄膜2上表面形成特殊的图形模板，即中间为悬空的两根线条和四周带悬臂的平板区域4，而磁控溅射具有台阶覆盖性不好的特点，即只容易在材料的上表面生长，悬空结构的侧壁及内掏空位置覆盖不上，金属主要沉积在上表面，侧壁和台阶上极少，内凹的侧壁或者遮挡的底部几乎没有沉积，金属无需后续加工即可实现自然的物理隔离，形成两根自然隔离的金属纳米线或片及测试平板（参见图23），41为扎入正电极，42为扎入负电极，41和42扎入相应正负电极即可直接测量纳米线或片的导电性能。
参见图9A-图9B和图10，图22A-图22B和图23；
本发明还提供了一种纳米线或片，包括：
衬底0；
第一薄膜1，第一薄膜1生长在衬底0上，第一薄膜1包括两相对分布的平板区域4；
第二薄膜2，第二薄膜2生长在第一薄膜1上，第二薄膜2包括两相对分布的平板区域4，以及连接两平板区域4的悬空状的若干线条5。
本发明提供的一种纳米线或片具有对应纳米线制作方法的相应有益效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种金属纳米线或片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
在衬底上依次交替生长若干层第一薄膜和第二薄膜，在顶层所述第二薄膜上涂覆光阻层；
在所述光阻层光刻形成图形，所述图形包括两相对分布的平板区域，以及连接两所述平板区域的若干线条；
刻蚀所述第一薄膜和第二薄膜形成所述图形；
刻蚀所述第一薄膜和第二薄膜，去除底层所述第一薄膜上的所述图形中的所述若干线条，使底层所述第二薄膜上的所述图形中的所述若干线条呈悬空状；
钝化刻蚀后的所述第一薄膜和第二薄膜；
在钝化后的所述第一薄膜和第二薄膜上表面溅射金属薄膜，形成金属纳米线或片。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述生长方式包括化学气相沉积或外延方式。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，刻蚀所述第一薄膜和第二薄膜形成所述图形，并刻蚀所述第一薄膜和第二薄膜，去除底层所述第一薄膜上的所述图形中的所述若干线条，使底层所述第二薄膜上的所述图形中的所述若干线条呈悬空状，步骤包括：
干法各向异性刻蚀所述第一薄膜和第二薄膜，刻蚀后的侧壁形状为倒梯形或陡直，所述倒梯形底角范围是70°～90°；
去除所述光阻层；
干法各向同性选择性刻蚀所述第一薄膜和第二薄膜，直至把所述第一薄膜上的所述图形中的所述若干线条掏空，使所述第二薄膜上的所述图形中的所述若干线条呈悬空状。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，刻蚀所述第一薄膜和第二薄膜形成所述图形，并刻蚀所述第一薄膜和第二薄膜，去除底层所述第一薄膜上的所述图形中的所述若干线条，使底层所述第二薄膜上的所述图形中的所述若干线条呈悬空状，步骤包括：
干法各向异性刻蚀顶层所述第二薄膜，刻蚀后的顶层所述第二薄膜侧壁为陡直；
去除所述光阻层，在顶层所述第二薄膜上表面、侧壁和顶层所述第一薄膜上表面生长第三薄膜；
干法各向异性刻蚀所述第三薄膜，去除顶层所述第一薄膜和第二薄膜上表面生长的所述第三薄膜，留下所述第三薄膜侧墙；
去除顶层所述第二薄膜；
利用所述光阻层光刻形成的所述图形挡住所述侧墙两端；
干法各向异性刻蚀交替生长的所述第一薄膜和第二薄膜至所述衬底；
去除所述光阻层，干法各向同性选择性刻蚀底层所述第一薄膜，直至把底层所述第一薄膜上的所述图形中的所述若干线条掏空，使底层所述第二薄膜上的所述图形中的所述若干线条呈悬空状。
5.根据权利要求3或4所述的制作方法，其特征在于：所述干法各向同性选择性刻蚀包括，利用BOE溶液或气态HF刻蚀。
6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述第一薄膜为SiO2、SiGe、Ge、GeSn、高K材料HfO2、AL2O3、ZrO2中的任意一种，所述第二薄膜包括Si，所述第一薄膜和第二薄膜厚度为10纳米～100纳米。
7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述光刻包括直接光刻或者侧墙转移加直接光刻。
8.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于：所述第三薄膜包括SiC或SiN，厚度为1纳米～100纳米。
9.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述平板区域边长为100微米～200微米。
10.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述纳米线或片的尺寸通过薄膜生长、牺牲、氧化、漂除来控制，所述纳米线直径为3纳米～100纳米。
11.一种纳米线或片，其特征在于，所述纳米线或片采用权利要求1至10任一所述的金属纳米线或片的制作方法所制备，所述纳米线或片包括：
衬底；
第一薄膜，所述第一薄膜生长在所述衬底上，所述第一薄膜包括两相对分布的平板区域；
第二薄膜，所述第二薄膜生长在所述第一薄膜上，所述第二薄膜包括两相对分布的平板区域，以及连接两所述平板区域的悬空状的若干纳米线或片。
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