硅基自锐式纳米针尖一次成型制作工艺的研究

近年来，硅基纳米针尖在原子力显微镜(AFM)探针[1]、真空微电子器件[2]、场发射器件口]、高密度数据存储器件 、纳米级图形加工[ 及微机械隧道传感器 中得到广泛应用，硅基纳米针尖是上述器件的关键构件，这些器件性能的优劣撒于纳米针尖的曲率半径和针形。以 AFM 为例，硅针尖纵横比越大，曲率半径越小，AFM 分辨率越高，因此研究硅基纳米针尖的制作有重要意义。目前制备硅基纳米针尖常用的方法有 干法刻蚀[7]、气-液-固生长[8]和湿法腐蚀[9]3种。干法刻蚀工艺刻蚀硅基纳米针尖可实现较大的纵横比，但影响刻蚀的因素很多，工艺结果几乎撒于每-个可能的参数变化，工艺存在重复性、均匀性较差及成本高等问题。气-液-固生长法虽可制备直径小于j22 m，纵横比大于l5的超长硅基纳米针尖，但其曲率半径较大。目前广泛采用的各向异性湿法腐蚀单晶硅制备硅基纳米针尖的工艺，具有工艺简单，刻蚀速率均匀，成本较低廉等优点，但纳米针尖的成型通常需借助氧化锐化法，增加了工艺的复杂性。针对这些问题，为降低针尖曲率半径，避免氧化锐化的的工艺，人们做了大量的研究，并取得了-定成果，如 2006年，中国科学技术大学刘芳等[叩进行了满足 自锐效应的 AFM探针制作工艺的研究，但其制备的硅尖不够尖锐，同时，该工艺流程会出现同-探针存在多针尖的可能，收稿日期：2012-02-21基金项目：国家自然科学基金青年科学基金资助项目(61104226)；国家重大科学研究计划基金资助项目(2O1ocB93470o)作者简介：薛伟(1988-)，男，安徽合肥人，硕士生，主要从事硅基纳米针尖的研究制作和无栅 AIGaN/GaN生物传感器的研究。E-mail：xuewei870212###yahoo.tom.cn 通信作者 ：吴东岷(1974-)，男，江苏苏州人，研究员，主要从事纳米光学及微纳机电系统的研究。E-mail：dmwu2008###sinano.ac.cn。

128 压 电 与 声 光 2013妊(上接 第 124页)[14]逐鑫，程靳，杜星文.超声波对材料力学性能影响实验研究EJ1.力学与实践，1998，20(6)：49-50。

ZHENG Jinxin，CHENG Jin，DU Xingwen.Experimen-tal research on the effects of ultrasonic on the materialmechanical properties[J].Mechanics and Practice，1998，20(6)：49-50。

El5]谢萍.基于非局部理论的纳米复相陶瓷材料超声磨削机理研究[D].焦作 ：河南理工大学，2010。

[16]赵明利，赵波，王裕清.超声磨削工程陶瓷边界损伤试姓名：地 址 ：验研究[J1.金刚石与磨料磨具工程，2010，30(4)：67-7O。

ZHAO Mingli，ZHAO Bo，W ANG Yuqing.Experi-mental study on the edge damage of engineering ca-ramies in ultrasonic grinding l-J1.Diamond& Abra-sires Engineering，2010，30(4)：67-70。

[17] 闫洪，窦明民，李和平.二氧化锆陶瓷的相变增韧机理和应用[J].陶瓷学报，2000，21(1)：46-50。

YAN Hong，DOU Mingmin，LI Heping.Transforma-tion toughening mechanisms and application of ZrO2ceramics[J].Journal of Ceramics，2000，21(1)：46-5O。

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