利用位移塔尔博特光刻与气相 MacEtch 制备高深宽比硅纳米柱阵列
应用物理
2022-09-29 v1 光学
摘要
将硅结构化为从纳米尺度到宏观尺度特征尺寸的垂直线性高深宽比柱阵列，对于许多应用产生功能性界面至关重要。实现光子晶体与声子晶体、波导、超透镜、X 射线波前传感器、探测器、微结构以及硅柱阵列需要硅三维纳米结构阵列，后者用作神经活动记录、细胞培养、微流控、传感和片上操控中的生物界面。在此，我们提出一种利用位移塔尔博特光刻结合气相金属辅助化学蚀刻（MacEtch）实现突出尖硅纳米柱阵列的新策略。通过对线性光栅掩模正交方向的双重曝光与剥离技术，我们在 Pt 薄膜中实现了周期为 1 {\mu}m、孔径在 100-250 nm 范围的孔催化剂图案。通过使用来自空气的气态 HF 与氧气进行气相 MacEtch，可蚀刻出厚 200 nm、深宽比（柱高/柱宽）达 200、蚀刻速率高达 1 {\mu}m/min 的突出硅纳米柱阵列。该方法具有无粘连、无硅衬底离子束损伤、纳米级分辨率和图案转移高保真度的优势，是一种易于放大的工艺，可支持微纳尺度许多有价值应用的硅柱阵列制造。
引用
@article{arxiv.2209.13672,
title = {High aspect ratio arrays of Si nano-pillars using displacement Talbot lithography and gas-MacEtch},
author = {Z. Shi and K. Jefimovs and M. Stampanoni and L. Romano},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.13672},
year = {2022}
}