超晶格的制造和使用制造技术

本公开涉及用于制造和使用超晶格１６００的系统和方法。可通过在脊９０２上设置交替的材料层１３０２和１３０４以及除去一些交替的层来让边缘１５０４和１５０６曝光来制造超晶格１６００。这些暴露的边缘１５０４和１５０６的长度和曲率几乎是任意的。可以用这些边缘１５０４和１５０６来制造纳米级宽度的弯曲线１９０２。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及超晶格的制造和使用。
技术介绍
细线阵列已在大量的器件中得到使用，并且，已发现它们特别适于在小的或结构紧凑的计算机器件(如传感器、存储器件和逻辑芯片)中使用。为满足对细线阵列的需求，已利用光刻法来创建细线阵列。但是，随着计算机器件变得越来越小，这些阵列中的线需要变得更细，且它们之间的间隔需要变得更小。迄今为止，尚未证明光刻法足以建立非常细的和间隔小的线阵列。为满足对线更细的细线阵列的需求，已使用两种方法来创建这些阵列。这些方法中的一种方法使用蚀刻的、线性分层(linear layered)的超晶格作为压印光刻的模。而另一种方法使用蚀刻的、线性分层的超晶格和物理汽相淀积来制造直线式的细线阵列。在美国专利6407443中描述了蚀刻的、线性分层的超晶格压印光刻的一个实例。该压印光刻的实例包括连续的剥离(lift-off)加工，而这可能会最终限制其加工能力。它也使用了纳米压印步骤，迄今为止，该步骤尚未在生产环境中得到持续的和成功的使用。当前的物理汽相淀积使用原子束来将材料直接淀积在蚀刻的、线性分层的超晶格的表面上。然后，将该淀积材料物理地转移到衬底上。但是，该方法往往产生具有不规则截面的导线，这可能会形成各种结构和使用方面的困难。当前的物理汽相淀积也要求在超高真空(″UHV″)中进行加工，而这样做成本较高，且可能限制与UHV加工不兼容的材料的使用。这些当前的超晶格既具有线性的材料层，又用来创建直线式的细线阵列。这便进一步限制了用当前这些超晶格创建的阵列的有用性，因为许多小的或结构紧凑的计算机器件更适于非直线的线阵列。因此，需要找到一种用于制造线条更细的线阵列的技术，该技术允许生产非直线、成本更低、更容易进行再生产，且对生产而言更为友好。
技术实现思路
一种用于形成超晶格的方法，包括将衬底上的表面层整形成沿长轴延伸的细长脊，所述脊沿所述长轴是非直线的，并包括具有倾斜侧壁和顶部的横截面；在脊上设置厚度处于1和100纳米之间的、由两种或更多种材料构成的交替层；和从所述脊的所述顶部除去所述交替层，以暴露出所述交替层的边缘。一种超晶格包括多个交替层，包括由第一材料形成的第一交替层和由第二材料形成的第二交替层，所述多个交替层具有暴露所述多个交替层的边缘的表面；所述第一材料层的各个边缘中的至少两个边缘的宽度处于1和100纳米之间，并沿它们的长度弯曲，同时彼此平行。附图说明图1的框图示出了一种能执行用于形成和使用超晶格的方法的示范性系统；图2的流程图示出了一种在衬底上形成一个或多个脊的示范性方法；图3示出了一种示范性衬底和表面层的截面图以及厚度和宽度尺寸；图4示出了一种示范性衬底、表面层和可形成图案的层的截面图；图5示出了一种示范性衬底、表面层、可形成图案的层、光刻掩模的和辐射的截面图；图6示出了一种示范性衬底、表面层和可形成图案的层中的图案的截面图；图7示出了一种示范性衬底、表面层和可形成图案的层(具有经过改变的侧壁)中的图案的截面图；图8示出了一种示范性衬底、蚀刻剂和经过部分蚀刻的表面层以及可形成图案的层(具有经过改变的侧壁)中的图案的截面图；图9示出了一种示范性衬底以及具有侧壁和顶部的脊的截面图；图10示出了一种示范性衬底以及具有侧壁和顶部的脊的三维视图；图11示出了一种示范性衬底、脊、圆形脊和Z字形脊的俯视图；图12是一种用于在具有脊的衬底上制造超晶格的示范性方法的流程图；图13示出了一种示范性衬底、具有侧壁和顶部的脊以及两种交替的材料层的截面图；图14示出了一种示范性衬底、具有侧壁和顶部的脊、两个交替材料层、填充层和停止层的截面图；图15示出了一种示例性衬底、具有侧壁的脊、两个交替材料层和交替材料层的暴露的边缘的截面图；图16示出了一种示范性衬底、脊、圆形脊、Z字形脊以及交替材料层的暴露的边缘的俯视图；图17的三维视图示出了超晶格(具有偏移的暴露边缘)的示范性小片与示范性的具有带电物体的带电浴(charged bath)；图18的三维视图示出了超晶格(具有偏移的暴露边缘)的示范性小片和在这些偏移的暴露边缘内收集的线阵列的示范性部分；图19的三维视图示出了超晶格(不具有偏移的边缘)的示范性小片和某些暴露的边缘上的线阵列的示范性部分；图20示出了管芯上的弯曲的或非直线的示范性纳米线阵列的俯视图；图21示出了超晶格上的示范性的线阵列以及阵列衬底；和图22示出了阵列衬底上的示范性的线阵列。在整个公开和附图中，相同的附图标记表示类似的部件和特征。具体实施例方式以下公开描述了制造和使用超晶格的不同方法。所公开的系统和方法能形成具有若干个层的超晶格，且这些层具有几乎任意长度和曲率的暴露边缘。可以用这些边缘来制造宽度和间隔为纳米量级、微米量级和中间量级及这些量级的组合的弯曲的和非直线的线阵列。所述的系统和方法也允许超晶格具有若干边缘和相应的线阵列，这些线非常窄，且间隔较小，但同时长度也非常长。所公开的系统和方法在相当大的程度上提供了优于许多现有技术解决方案的优点。这些优点可以包括精确控制超晶格中的各层和线阵列的尺寸(如层或线的长度、宽度、间隔、曲线或图案)以及层和线的数目。采用所公开的系统和方法，可以创建几乎任意图案的纳米宽度的线阵列，这样，便有可能使得采用这些线阵列的器件性能更好、速度更快和尺寸更小。在阐述用于形成和使用超晶格的各种方法之前，描述了一种能实现遵循这些方法的动作的系统。示范性平台图1示出了平台100的一个实施例，可以用该平台来执行以下阐述的用于形成和使用超晶格的方法。平台100包括计算机/控制器102和加工部分104。计算机/控制器102包括中央处理单元(CPU)106、存储器108、输入/输出(I/O)电路110和支持电路112。CPU 106是通用计算机，当通过执行包含在存储器108(未示出)中的软件对其进行编程时，该CPU变成了控制加工部分104的硬件部件的专用计算机。存储器108可包括只读存储器、随机存取存储器、可拆卸存贮器、硬盘驱动器或任何形式的数字存储器件。I/O电路110包括众所周知的用于输出信息的显示器、键盘、鼠标、跟踪球或其他允许对计算机/控制器102进行编程的输入器件。上述显示器允许用户确定由加工部分104完成的加工(包括由该加工部分104中的相关机器人行为)。支持电路112在业内是众所周知的，并包括诸如高速缓存、时钟、电源等类似电路。存储器108包含控制软件，当由CPU 106执行时，该软件使得计算机/控制器102能以数字方式控制加工部分104的各种部件。结合图2和图12详细描述了由该控制软件实施的加工。在另一个实施例中，计算机/控制器102可以是模拟的。例如，可以使用能控制那些由加工部分104执行的加工的专用集成电路。加工部分104可包括各种加工室114，通常，使用机器人机构116，可以将各种衬底和/或超晶格在这些加工室之间进行转移。该加工的细节随以下描述的不同方法而不同。用于形成脊的示范性方法图2示出了用于在衬底上形成一个或多个脊的示范性方法的流程图200。可以用这些脊和衬底来协助创建超晶格(下面将对此作更详细描述)。将该图和以下的图示出为一系列表示由平台100执行的操作或行为的框。然而，可以通过任何合适的机器人、人、硬件、软件、固件或它们的组合来实现由这些图表示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成超晶格的方法，包括：将衬底（３０２）上的表面层（３０４）整形成沿长轴延伸的细长脊（９０２），所述脊（９０２）沿所述长轴是非直线的，并包括具有倾斜侧壁（９０４）和顶部（９０６）的横截面；在脊（９０２）上设置厚度处于１和１００纳米之间的、由两种或更多种材料构成的交替层（１３０２、１３０４）；和从所述脊（９０２）的所述顶部（９０６）除去所述交替层（１３０２、１３０４），以暴露出所述交替层（１３０２、１３０４）的边缘（１５０４、１５０６）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-4-2 10/817,7291.一种用于形成超晶格的方法，包括将衬底(302)上的表面层(304)整形成沿长轴延伸的细长脊(902)，所述脊(902)沿所述长轴是非直线的，并包括具有倾斜侧壁(904)和顶部(906)的横截面；在脊(902)上设置厚度处于1和100纳米之间的、由两种或更多种材料构成的交替层(1302、1304)；和从所述脊(902)的所述顶部(906)除去所述交替层(1302、1304)，以暴露出所述交替层(1302、1304)的边缘(1504、1506)。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述整形动作包括在所述衬底(302)的所述表面层(304)上设置光刻胶层(402)；使所述光刻胶层(402)的一部分暴露在辐射中，以便在所述光刻胶层(402)中创建非直线图案(602)；除去所述光刻胶层(402)的未形成图案的部分；改变所述非直线的、形成图案的光刻胶层(602)的侧壁(604)的坡度；和蚀刻所述倾斜的、非直线的和形成图案的光刻胶层(602)和表面层(304)，以除去所述非直线的、倾斜的和形成图案的光刻胶层(602)与表面层(304)的一些部分，以便创建具有一般为倾斜的侧壁(904)的所述非直线脊(902)。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述整形动作包括用与所述细长脊(902)对应的模压印所述表面层(304)，以对表面层(304)进行整形，使其包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：P科尼洛维奇，P马蒂洛维奇，J斯塔斯亚克，N希鲁科瓦鲁，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]