1.一种中孔半导体纳米结构的制作方法,其特征在于包括如下步骤:
S1:提供一半导体衬底(100),并在其上形成多个引导结构图案(101);
S2:在所述图案化结构中填充绝缘层(102),并进行CMP平坦化停止在所述半导体图案化结构(101)表面;
S3:通过光刻和刻蚀工艺去除一定深度的图案化结构(101)以及与其两侧相邻的部分绝缘层(102),形成由直立的隔离线条(103)隔离的沟槽结构(104),并在所述沟槽结构(104)和所述隔离线条(103)上通过自对准侧墙薄膜生长技术形成硬掩模层(105);
S4:在引导性的凹槽结构(104)中沉积嵌段共聚物(BCP)层,经退火形成具有多个相分离的呈周期性重复的定向自组装图形,随后选择性地去除某一或某些区域并保留其他区域以形成预定图案;S5:以所述某一或某些区域为掩模,刻蚀其下方的硬掩模层(105),并暴露所述半导体衬底的一部分形成双掩模结构,继而对上述打开的预定图案进行刻蚀形成内部通孔结构;
S6:在所述半导体衬底(100)背面形成大尺寸孔洞支撑结构,并与步骤S5中的所述通孔结构相接触,最后将所述中孔结构上的多余材料去除形成中孔半导体纳米结构。
2.如权利要求1所述的中孔半导体纳米结构的制作方法,其特征在于,所述嵌段共聚物具有第一组分构成的第一区域(106A)和第二组分构成的第二区域(106B),随后选择性去除所述第二区域(106B)并保留所述第一区域(106A)以形成预定图案。
3.如权利要求1所述的中孔半导体纳米结构的制作方法,其特征在于,以所述第一区域(106A)为掩模,刻蚀其下方的硬掩模层(105),并暴露所述半导体衬底表面的一部分形成双掩模结构,然后采用所述双掩模结构进行深硅刻蚀,形成中孔结构。
4.如权利要求1所述的中孔半导体纳米结构的制作方法,其特征在于,所述图案化结构(101)为周期性或非周期性结构,所述图案化结构(101)的图形可以为线条形、圆柱形或其他任意形状。
5.如权利要求1所述的中孔半导体纳米结构的制作方法,其特征在于,所述硬掩模层(105)为单层或多层。
6.权利要求1所述的中孔半导体纳米结构的制作方法,其特征在于,所述自组装图形由二元嵌段共聚物形成、三元嵌段共聚物或其他多元嵌段共聚物形成,其中形成的聚合物嵌段区域宽度可以相同或不同。
7.如权利要求5所述的中孔半导体纳米结构的制作方法,其特征在于,所述硬掩模层(105)材料选自氧化硅、氮化硅、非晶硅或非晶碳、旋涂碳材料或其组合。
8.如权利要求1所述的中孔半导体纳米结构的制作方法,其特征在于,所述嵌段共聚物材料优选为聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-b-PMMA)。
9.如权利要求1所述的中孔半导体纳米结构的制作方法,其特征在于,在所述沟槽结构(104)表面具有一中性材料层,所述中性材料层直接接触或不接触所述沟槽结构(104)的侧壁。
10.如权利要求1所述的中孔半导体纳米结构的制作方法,其特征在于,形成所述中孔和大尺寸孔结构时可采用BOSCH技术或低温深硅刻蚀技术或其他任何可行的刻蚀技术。