專利名稱：硅納米管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物芯片，特別涉及一種硅納米管的制作方法。
背景技術(shù)：
近5年來利用microRNA(微小核糖核酸)作為診斷生物標(biāo)記物得到了充分的研究和發(fā)展，市場巨大。目前主要檢測microRNA的手段是基因芯片，其中硅納米管(Si nanowire)就是其中最熱門的人選。具有高檢測靈敏性，操作簡單，可絕對定量，同時檢測多項以及檢測儀器常規(guī)的優(yōu)勢。硅納米管的基本結(jié)構(gòu)是極細長的多晶硅線外包均勻厚度的氧化膜并裸露在外界環(huán)境下，如圖Ia和圖Ib所示，通常是在硅片6上熱氧化生長二氧化硅層7，在二氧化硅層7 上沉積多晶硅，并采用光刻、刻蝕工藝，在二氧化硅層7上形成多晶硅線8，其中多晶硅線的側(cè)壁和頂部需要均勻摻雜，多晶硅線8外包的氧化膜(圖中未示)厚度也需要保持側(cè)壁和頂部的一致。由于目前離子注入機臺都是為2維的圖形器件而設(shè)計的，直接使用在3D結(jié)構(gòu)的硅納米管會存在垂直和傾斜注入角度不同的問題，導(dǎo)致左右兩側(cè)注入量出現(xiàn)大差異。不僅影響多晶硅表面摻雜不均勻，而且不均勻摻雜表面會導(dǎo)致后續(xù)氧化膜厚不均勻，影響器件性能。圖Ia是帶角度的傾斜注入方式，如果不對硅片做rotate (旋轉(zhuǎn))動作，多晶硅線的左側(cè)的注入量顯然要比右側(cè)和頂部的少，如果利用rotate (旋轉(zhuǎn))，左右兩側(cè)是平衡了， 但是左右兩側(cè)的總注入量比頂部的少。圖Ib是垂直注入，很明顯，多晶硅線的側(cè)壁的注入量要遠少于頂部?？傊?，上述現(xiàn)有技術(shù)的注入方式，都不能實現(xiàn)均勻3D化摻雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種硅納米管的制作方法，以實現(xiàn)硅納米管結(jié)構(gòu)中的多晶硅線均勻化摻雜，提高硅納米管的性能。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種硅納米管的制作方法，包括以下步驟在硅片上熱氧化生長二氧化硅層，在二氧化硅層上依次沉積多晶硅和氮化硅；刻蝕氮化硅和多晶硅，形成頂部覆蓋有氮化硅的多晶硅線；邊旋轉(zhuǎn)硅片邊以一傾斜角度對多晶硅線進行離子注入；去除多晶硅線上的氮化硅；以垂直角度對多晶硅線進行離子注入；在多晶硅線上熱氧化生長二氧化硅膜。作為優(yōu)選所述邊旋轉(zhuǎn)硅片邊以一傾斜角度對多晶硅線進行離子注入的步驟為硅片每旋轉(zhuǎn)90°注入一定劑量的離子。作為優(yōu)選所述傾斜角度為20-30°。
作為優(yōu)選所述以垂直角度注入的劑量為以一傾斜角度注入的劑量的1/4。作為優(yōu)選所述氮化硅的厚度為100-600埃。作為優(yōu)選所述氮化硅用熱磷酸去除。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用氮化硅作為注入阻擋層，旋轉(zhuǎn)硅片對多晶硅線側(cè)壁均勻摻雜，去除氮化硅阻擋層對多晶硅線的頂部進行摻雜，使得多晶硅線上均勻摻雜，同時使得后續(xù)在多晶硅線上熱氧化生長的二氧化硅膜厚度均勻，從而硅納米管的性能提高。


圖la、Ib是現(xiàn)有技術(shù)硅納米管摻雜的示意圖。圖2是本發(fā)明硅納米管的制作流程圖。圖3a_3f是本發(fā)明硅納米管制作流程中各個工藝步驟的剖面圖。圖4a_4d是本發(fā)明硅納米管制作過程中硅片旋轉(zhuǎn)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明下面將結(jié)合附圖作進一步詳述在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。其次，本發(fā)明利用示意圖進行詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護的范圍。此外，在實際制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。圖2示出了本發(fā)明硅納米管的制作流程圖。請參閱圖2所示，在本實施例中，本發(fā)明硅納米管制作流程中各個工藝步驟如下在步驟101中，如圖3a所示，在硅片1上熱氧化生長二氧化硅層2，在二氧化硅層 2上依次沉積多晶硅3和氮化硅4，所述氮化硅4的厚度需要滿足注入阻擋層的厚度要求， 但是也不能太厚，太厚增加刻蝕難度，同時會出現(xiàn)注入陰影效應(yīng)，在硅納米管密集區(qū)擋住底部區(qū)域，所述氮化硅4的厚度為100-600埃；在步驟102中，如圖北所示，刻蝕氮化硅4和多晶硅3，形成頂部覆蓋有氮化硅41 的多晶硅線31 ；在步驟103中，如圖3c所示，邊旋轉(zhuǎn)硅片1邊以一傾斜角度對多晶硅線31進行離子注入，在多晶硅線的側(cè)壁形成輕摻雜32，如圖4a-4d所示，所述邊旋轉(zhuǎn)硅片1邊以一傾斜角度對多晶硅線31進行離子注入的步驟為硅片1每旋轉(zhuǎn)90°注入一定劑量的離子，所述傾斜角度為20-30° ；在步驟104中，如圖3d所示，去除多晶硅線31上的氮化硅41，所述氮化硅41用熱磷酸去除；在步驟105中，如圖!Be所示，以垂直角度對多晶硅線31進行離子注入，在多晶硅線的頂部形成輕摻雜32，所述以垂直角度注入的劑量為以一傾斜角度注入的劑量的1/4 ；在步驟106中，如圖3f所示，在多晶硅線31上熱氧化生長二氧化硅膜33形成硅納米管5。本發(fā)明采用氮化硅41作為注入阻擋層，旋轉(zhuǎn)硅片1對多晶硅線31側(cè)壁均勻摻雜,去除氮化硅41阻擋層對多晶硅線31的頂部進行摻雜，使得多晶硅線31上均勻摻雜，同時使得后續(xù)在多晶硅線31上熱氧化生長的二氧化硅膜33厚度均勻，從而硅納米管5的性會旨提尚。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明權(quán)利要求的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種硅納米管的制作方法，其特征在于，包括以下步驟在硅片上熱氧化生長二氧化硅層，在二氧化硅層上依次沉積多晶硅和氮化硅；刻蝕氮化硅和多晶硅，形成頂部覆蓋有氮化硅的多晶硅線；邊旋轉(zhuǎn)硅片邊以一傾斜角度對多晶硅線進行離子注入；去除多晶硅線上的氮化硅；以垂直角度對多晶硅線進行離子注入；在多晶硅線上熱氧化生長二氧化硅膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述硅納米管的制作方法，其特征在于所述邊旋轉(zhuǎn)硅片邊以一傾斜角度對多晶硅線進行離子注入的步驟為硅片每旋轉(zhuǎn)90°注入一定劑量的離子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述硅納米管的制作方法，其特征在于所述傾斜角度為 20-30° 。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述硅納米管的制作方法，其特征在于所述以垂直角度注入的劑量為以一傾斜角度注入的劑量的1/4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述硅納米管的制作方法，其特征在于所述氮化硅的厚度為 100-600 埃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述硅納米管的制作方法，其特征在于所述氮化硅用熱磷酸去除。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硅納米管的制作方法，包括以下步驟在硅片上熱氧化生長二氧化硅層，在二氧化硅層上依次沉積多晶硅和氮化硅；刻蝕氮化硅和多晶硅，形成頂部覆蓋有氮化硅的多晶硅線；邊旋轉(zhuǎn)硅片邊以一傾斜角度對多晶硅線進行離子注入；去除多晶硅線上的氮化硅；以垂直角度對多晶硅線進行離子注入；在多晶硅線上熱氧化生長二氧化硅膜。本發(fā)明采用氮化硅作為注入阻擋層，旋轉(zhuǎn)硅片對多晶硅線側(cè)壁均勻摻雜，去除氮化硅阻擋層對多晶硅線的頂部進行摻雜，使得多晶硅線上均勻摻雜，同時使得后續(xù)在多晶硅線上熱氧化生長的二氧化硅膜厚度均勻，硅納米管的性能提高。
文檔編號H01L21/02GK102332392SQ20111032816
公開日2012年1月25日 申請日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者景旭斌, 楊斌, 郭明升 申請人:上海華力微電子有限公司