本發明屬于微納制造與應用技術領域，涉及一種孔制作方法，特別是涉及一種金屬孔可控制造方法。

背景技術：

金屬孔在催化、過濾、氣體傳感器以及生化檢測領域有巨大的應用價值。常見金屬孔制造方法有光刻與剝離法、聚焦離子束刻蝕法、納米球光刻法與模板法。其中，光刻與剝離方法適用于2μm以上金屬孔的制造，小尺寸金屬孔制造需要借助昂貴的電子束光刻才能實現。雖然聚焦離子束刻蝕方法適用范圍廣，可以在很小范圍內刻蝕不同尺寸的納米孔。然而，在使用聚集離子束刻蝕金屬孔精度高，操作時需要找到需要刻蝕的位置后才可以通過調整象散、聚焦等復雜步驟才可以制造納米孔。對操作人員要求極高，嚴重降低制造效率。納米球光刻法與模板法涉及納米球轉移與模板制造，使得金屬孔制造工藝變得復雜。因此，研究新型金屬孔制造方法具有十分重要的意義。本發明將正對設計出一種金屬孔結構以及如何制造的。這種工藝簡單、制造成本低的金屬孔制造方法，必將具有重要的意義。

技術實現要素：

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種金屬孔可控制造方法，用于解決現有技術不可行的弊端，同時實現現有技術與mems技術相兼容，能有效降低制造工藝復雜程度問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種金屬孔可控制造方法，所述制作方法至少包括步驟：

1)提供一基板；

2)通過沉積方法在基板表面沉積金屬薄膜；

3)設定金屬孔區域；

4)利用離子束輻照已經設定的金屬孔區域中的金屬薄膜，刻蝕出金屬孔；

可選地，所述步驟1)中基板可以是陶瓷、砷化鎵、碳化硅、氮化硅、氧化鋁、氧化硅、硅、鍺或鍺硅。

可選地，其特征在于：所述步驟2)中沉積金屬薄膜的工藝可以是物理氣相沉積(pvd)、化學氣相沉積(cvd)或者是電鍍。沉積的金屬可以是金、銅、鉑、鋁、鈦、鎢、鎳、鉻、錫、鋅以及組成的多層金屬薄膜，金屬薄膜的厚度區間為5～800nm。

可選地，所述步驟3)設定金屬孔區域。通過光刻暴露出金屬納米孔區域，區域面積范圍在100nm²～1cm²。金屬孔區域也可是不同尺寸范圍的納米、微米圖形組成規則、或者不規格圖形，或者是多個圖形組成圖形陣列。

可選地，所述步驟4)離子束輻照已經設定的金屬孔區域中的金屬薄膜，在離子束刻蝕金屬的同時，由于去濕潤效應出現金屬孔。金屬孔的直徑范圍為1nm～50μm。

如上所述，本發明提供一種金屬孔可控制造方法。包括：首先提供一基板。通過沉積的方法，在基體表面沉積金屬薄膜。接著，設定金屬孔區域。最后，通過離子束輻照已經設定的金屬孔區域中的金屬薄膜，在去濕潤效應的作用下，刻蝕出金屬孔。

本發明中金屬孔位置可控，解決了前人金屬孔制造遇到的面積可控制造問題，有利于固態孔傳感器的大規模集成制造與應用。相比較傳統制造技術中的金屬孔位置控制方法，本發明提出的基于光刻方法控制金屬納米孔區域和離子束輻照與去濕潤效應制造金屬孔的方法更為簡單、高效。

附圖說明

圖1顯示為本發明金屬孔可控制造方法的工藝流程圖。

圖2顯示為本發明所需的基板示意圖。

圖3顯示為本發明金屬孔可控制造方法步驟2)中呈現的結構示意圖。

圖4～5顯示為本發明金屬孔可控制造方法步驟3)中呈現的結構示意圖。

圖6～7顯示為本發明金屬孔可控制造方法步驟4)中呈現的結構示意圖。

圖8顯示為本發明制造出的金屬孔sem實物圖。

元件標號說明

s1～s4步驟

1基板

2金屬薄膜

20金屬孔

3光刻膠

30金屬孔區

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。

請參閱附圖1至圖8。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。

如圖1所示，本發明提供一種金屬孔可控制造方法，所述制作方法至少包括以下步驟：

s1，提供一基板；

s2，通過沉積方法在基板表面沉積金屬薄膜；

s3，設定金屬孔區域；

s4，離子束輻照金屬薄膜，刻蝕出金屬孔；

下面結合具體附圖對本發明金屬孔可控制造方法作詳細的介紹。

首先執行步驟s1，提供一基板1，基板可以基板可以是陶瓷、砷化鎵、碳化硅、氮化硅、氧化鋁、氧化硅、硅、鍺或鍺硅。本實施例中，基板是的厚度為430μm的單晶硅片，如圖2所示。

然后執行步驟s2，采用沉積工藝在所述基板1表面分別沉積金屬薄膜2，金屬可以是金、銅、鉑、鋁、鈦、鎢、鎳、鉻、錫、鋅以及組成的多層金屬薄膜，金屬薄膜的厚度區間為5～800nm。沉積金屬薄膜的工藝可以是物理氣相沉積(pvd)、化學氣相沉積(cvd)或者是電鍍。本實施例中，沉積金屬薄膜的工藝為物理氣相沉積，上述金屬納米薄膜2為銅薄膜，其厚度為100nm,也可以是200nm，300nm，400nm，500nm，600nm，700nm或者800nm以及選擇要求范圍內的其他厚度，請參閱附圖3所示。

接著執行步驟s3，設定金屬孔區域。在所述金屬薄膜2表面上涂敷光刻膠3，如圖4所示。之后通過光刻圖形化得到所述金屬孔區30，如圖5所示。所述金屬孔區30的面積范圍在100nm²～1cm²。所述金屬孔區域30也可是不同尺寸范圍的納米、微米圖形組成規則、或者不規格圖形，或者是多個圖形組成圖形陣列。本實施例中，所金屬納米孔區域30的尺寸為三個12μm×15μm長方形組成的陣列。

最后執行步驟s4，采用離子束輻照所述金屬孔區30,刻蝕所述金屬孔區30的金屬，去除所述光刻膠3之后，得到金屬孔，如圖6～7所示。金屬孔直徑范圍為1nm～50μm。可以使用ga⁺,ar⁺或者he⁺作為刻蝕離子源，輻照工作電壓為10～30kev,輻照為1.1pa～10μa,輻照時間為100ms～300s。本實施例中，使用ga⁺作為輻照離子源，輻照工作電壓為30kev,輻照為10na,輻照時間為60s，得到金屬孔20，圖8所示(金屬納米孔區30的一個圖形區域sem)。

綜上所述，本發明提供的一種金屬孔可控制造方法，解決了前人制造金屬孔遇到位置控制、高成本、低效的難題。且本發明提出的金屬孔制造方法有利于固態孔傳感器的大規模集成制造與應用。此外，本發明工藝簡單、制造成本低、與mems工藝的完全兼容使其有較好的擴展性和較廣的使用范圍。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。