一种新型InP纳米线阵列及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115367698A(43)申请公布日2022.11.22(21)申请号202210617314.0(22)申请日2022.06.01(71)申请人华南理工大学地址510641广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人李国强郭建森曾庆浩莫由天刘红斌(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102专利代理师牛念(51)Int.Cl.B82B3/00(2006.01)B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书9页附图8页(54)发明名称一种新型InP纳米线阵列及其制备方法(57)摘要本发明属于半导体材料领域，公开了一种新型InP纳米线阵列及其制备方法。本发明用压印模具在InP基板的纳米压印胶层进行压印，得到具有光栅线和掩模版图案的纳米压印胶掩模版InP基板，再用紫外光照射使所述掩模版图案覆盖的区域固化，并清洗干净，然后蒸镀无机薄膜，再用显影液进行清洗，保留了所需图案化的无机薄膜掩模版，再进行刻蚀，制备纳米线阵列结构，再将所述纳米线阵列结构顶部的无机薄膜去除，即得到新型InP纳米线阵列。本发明得到的纳米线阵列排列更加均匀有序，通过调整纳米线阵列的排列，可以实现对不同波长光的光工程管理，从而大幅度提高使用特定波长的光能器件的性能。CN115367698ACN115367698A权利要求书1/1页1.一种新型InP纳米线阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，在InP基板其中一面旋涂增粘剂层，在压印模具其中一面旋涂抗黏剂形成防粘连层，所述压印模具带有光栅线和掩模版图案；步骤二，在步骤一的增粘剂层上旋涂纳米压印胶层，并将所述纳米压印胶层加热至软化，将所述压印模具旋涂有所述防粘连层的一面对所述纳米压印胶层进行压印，在所述纳米压印胶层上形成具有多个光栅线和掩模版图案组成的纳米压印图形，得到纳米压印胶掩模版InP基板；步骤三，将步骤二纳米压印胶掩模版InP基板整体冷却，通过紫外光照射使所述掩模版图案覆盖的区域固化，再进行脱模分离，然后用清洗液将所述已固化区域清洗干净；步骤四，在步骤三脱模、清洗后的纳米压印胶掩模版InP基板的纳米压印胶层表面蒸镀上无机薄膜，所述无机薄膜还覆盖了所述掩模版图案覆盖的区域，然后放入显影液中，洗去所述光栅线覆盖着的增粘剂层、防粘连层、纳米压印胶层及所述纳米压印胶层上的无机薄膜，只保留所述掩模版图案覆盖区域上的无机薄膜，得到无机薄膜掩模版InP基板；步骤五，以步骤四无机薄膜掩模版InP基板上的无机薄膜作为阻挡层，进行刻蚀，制备与所述掩模版图案形状一致的InP纳米线阵列结构，然后将所述InP纳米线阵列结构顶部的无机薄膜去除，即得到新型InP纳米线阵列。2.根据权利要求1所述新型InP纳米线阵列的制备方法，其特征在于，步骤一增粘剂旋涂工艺如下：旋涂转速2500～4000r/min，旋涂时间20～50s，旋涂完毕后在90～130℃温度下加热1～5min，得到所述增粘剂层的厚度为5～8nm。3.根据权利要求1所述新型InP纳米线阵列的制备方法，其特征在于，步骤一防粘连层的旋涂转速为2000～4000r/min，旋涂时间为30～60s，重复上述旋涂工艺三次。4.根据权利要求1所述新型InP纳米线阵列的制备方法，其特征在于，步骤二所述纳米压印胶层旋涂转速为2500～4000r/min，旋涂时间20～50s。5.根据权利要求1所述新型InP纳米线阵列的制备方法，其特征在于，步骤二的压印压强为5000～7000Pa，压印时间为3～8min，通过气流加热、红外辐射加热、超声加热或电阻加热的任意一种加热方式使所述纳米压印胶层加热至80～100℃。6.根据权利要求1所述新型InP纳米线阵列的制备方法，其特征在于，步骤三所述脱模速率为0.02～0.05mm/min；优选地，所述清洗液为丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷中的任意一种。7.根据权利要求1所述新型InP纳米线阵列的制备方法，其特征在于，步骤四所述无机薄膜为氧化铝薄膜或二氧化硅薄膜。8.根据权利要求7所述新型InP纳米线阵列的制备方法，其特征在于，步骤四所述无机薄膜的蒸镀工艺如下：将步骤三脱模、清洗后的纳米压印胶掩模版InP基板置于蒸镀样品台上，设置样品台转速为3～8r/s，压力为10‑4Pa，加热所述无机薄膜的原料，控制所述无机薄膜的生长速率为25～30nm/min，生长完毕后，在真空条件下冷却至室温。9.根据权利要求1所述新型InP纳米线阵列的制备方法，其特征在于，步骤五所述刻蚀工艺如下：将步骤四所述无机薄膜掩模版InP基板放入干刻设备中，设置反应腔室压力为10‑1～10Pa，射频电源为90～120W，并通入流量为7～12sccm的三氟甲烷气体、四氟甲烷气