掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料
我們演示了一種使用液體浸沒(méi)法清洗納米預(yù)制氮化硅光柵上的鈉原子沉積物，而不損壞光柵的方法。成功清洗光柵的可能性取決于其物理參數(shù)和所使用的液體類型，我們提出了關(guān)于液體和光柵棒之間的表面張力相互作用的計(jì)算，并推導(dǎo)出了能夠經(jīng)受浸泡的最大光柵棒跨。
圖1顯示了表面有鈉沉積物的光柵的原子力顯微鏡(AFM)圖像，以及浸沒(méi)在液體后清潔的同一光柵，為了清潔格柵，首先將其放入丙酮中，然后用水沖洗丙酮（水是鈉和氧化鈉的良好溶劑）再次用丙酮沖洗格柵，讓其干燥，這樣格柵暴露在水中，但從未暴露在水-空氣邊界，丙酮用于緩沖光柵，防止其直接浸入水中，因?yàn)楸谋砻鎻埩π∮谒?/span>
?
圖1
用100納米光柵重復(fù)該過(guò)程，也沒(méi)有損壞光柵，盡管原子力顯微鏡圖像顯示沒(méi)有可見(jiàn)的損壞，但光柵干燥后可能會(huì)留下一層薄膜。為了檢查透射特性仍然完好無(wú)損，在掃描電鏡中使用相同程序清洗的100納米周期光柵來(lái)觀察衍射，從而證明光柵仍然相干地透射5千電子伏的電子波。
?
圖3
雖然這些試驗(yàn)都很成功，但也有光柵被水浸損壞的例子，如圖3所示，左側(cè)圖像是清潔且未損壞的光柵的掃描電鏡圖像，而右側(cè)圖像是未成功浸入水中的光柵。格柵條聚集在一起，可能是由于干燥液體的表面張力將它們聚集成2至5條的塊狀，為了確定哪些光柵可能在液體中浸泡后仍然存在，我們對(duì)光柵清洗過(guò)程的機(jī)理進(jìn)行了計(jì)算。
另外如果我們使用丙酮作為我們的第一個(gè)也是最后一個(gè)浸沒(méi)液體，我們可以預(yù)期一個(gè)100納米周期光柵的棒長(zhǎng)為1.4微米或更短，如果我們使用200納米周期光柵，丙酮和水的最大曲線峰值分別為3.2微米和2.4微米。圖1中的光柵是一個(gè)200 納米周期的光柵，條紋跨度約為3微米，剛好低于丙酮的極限；而在圖3中，左邊的100 納米周期光柵的棒跨度約為1.3微米，也剛好低于丙酮的極限，右邊的光柵被水破壞了，是一個(gè)200 納米周期的光柵，它的條形跨度為2.5微米，略高對(duì)于水的極限。
所以在未來(lái)，看看是否可以從光柵上清除其他原子將是令人會(huì)感興趣的，例如，鋁可以通過(guò)水和堿液的溶液去除，所以暴露在鋁原子下的光柵也可以用類似的方式清洗，由于堿液干燥后會(huì)有結(jié)晶殘留物，因此液體置換技術(shù)對(duì)清洗至關(guān)重要。另外一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題是鋁-堿液反應(yīng)產(chǎn)生的氣泡會(huì)對(duì)清洗過(guò)程產(chǎn)生什么影響。目前，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于鈉和其他元素或化合物是可行的，這些元素或化合物會(huì)被水或丙酮清除。
在一定的指導(dǎo)下，獨(dú)立式氮化硅光柵可以通過(guò)浸入水中來(lái)去除鈉，光柵的幾何特性和液體的表面張力影響成功的可能性，對(duì)于支撐結(jié)構(gòu)而言，周期越長(zhǎng)的光柵，以及那些在納米周期條之間開(kāi)口率非常高或非常低的光柵，被表面張力損壞的可能性越大，通過(guò)使用一種技術(shù)來(lái)替換表面張力逐漸變大的流體，然后顛倒程序，可以避免柵條之間的高表面張力液體使柵條變干。這種技術(shù)增加了支撐結(jié)構(gòu)桿的最大允許跨度。