自己組織化されたシリコン統合された多孔質陽極アルミナマスキング層を通して、シリコン上に高度に秩序化された六角形に配置されたナノ構造

Si基板上の自己組織化された多孔質陽極アルミナ薄膜の電気化学的形成の組み合わせプロセスを使用して、シリコン表面に理想的に順序付けられたナノ構造を製造し、六角形の閉鎖の2次元配置でシリコン表面に順序付けられたナノ構造を製造しました。- パックされた格子。アルミナフィルムの毛穴の配置は、陽極酸化前にフィルム表面を事前にパッターすることなく達成されました。完全なパターンの伝達は、初期の乾燥エッチングステップで達成され、その後、細孔底でのSiの湿潤または電気化学的エッチングが続きました。テトラメチル水酸化アンモニウム（TMAH）溶液を使用した異方性湿潤エッチングは、逆フィル酸（HF）溶液を使用した電気化学的エッチングの形のピットをもたらしました。範囲12〜200 nm、範囲50〜300 nmの深さ、30〜200 nmの範囲の周期性の横方向のサイズのナノパッターンは、SI基質の大規模な領域または事前に選択された閉じ込められた領域のいずれかで達成されました。細孔のサイズと周期性は、多孔質陽極性アルミナ形成の電解質を変更し、アルミナ細胞の拡大時間を変更することで調整されました。この並行した大型エリアナノパターニング手法は、SIテクノロジーとデバイスで使用する重要な可能性を示しています。

A combined process of electrochemical formation of self-assembled porous anodic alumina thin films on a Si substrate and Si etching through the pores was used to fabricate ideally ordered nanostructures on the silicon surface with a long-range, two-dimensional arrangement in a hexagonal close-packed lattice. Pore arrangement in the alumina film was achieved without any pre-patterning of the film surface before anodization. Perfect pattern transfer was achieved by an initial dry etching step, followed by wet or electrochemical etching of Si at the pore bottoms. Anisotropic wet etching using tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH) solution resulted in pits in the form of inverted pyramids, while electrochemical etching using a hydrofluoric acid (HF) solution resulted in concave nanopits in the form of semi-spheres. Nanopatterns with lateral size in the range 12-200 nm, depth in the range 50-300 nm and periodicity in the range 30-200 nm were achieved either on large Si areas or on pre-selected confined areas on the Si substrate. The pore size and periodicity were tuned by changing the electrolyte for porous anodic alumina formation and the alumina pore widening time. This parallel large-area nanopatterning technique shows significant potential for use in Si technology and devices.