[发明专利]实时反馈的纳米电子器件自动化装配制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米操作领域，具体地说是涉及一种实时反馈的纳米电子器件自动化装配制造方法。

背景技术

纳米技术和纳米器件是当今高新技术的重要发展方向之一。纳米技术的突破和纳米器件的应用依赖于纳米加工技术的进步。根据国际半导体发展蓝图(International Technology Roadmap for Semiconductors，ITRS)2007年12月的技术报告(ITRS2007)，到2020年，动态随机存储器的半节距宽度将为14nm。随着器件尺寸的不断减小，将越来越接近现有电子元器件架构的极限，所遇到的难以逾越的问题不仅是电子器件的物理极限，同时还包括精密自动化加工以及功耗问题等技术瓶颈。传统的硅基平面印刷工艺技术已经制约了集成电路芯片性能和集成度的进一步提升，发展新型阵列化、自动化和规模化的纳电子器件装配与制造技术已成为目前国际科技界最为重视的前沿研究领域。纳米加工技术和相关设备的研发水平，直接反映了一个国家和地区在先进制造科技领域的总体发展实力，这一点已成为世界性共识。纳电子器件自动化装配制造能力的提升，将对众多领域技术的提升和推动产生巨大的影响

一维纳米材料和器件的研究作为纳米科学技术的一个重要分支，已得到了极大的关注和发展。如氧化锌(Znic Oxide，缩写ZnO)纳米线是一种重要的宽禁带半导体功能材料，可实现室温下的紫外受激辐射，具备半导体、光电、压电、热电、气敏和透明导电和无害性等诸多优良特性，是一种重要的一维纳米功能材料。可用于制造紫外发光二极管、激光器二极管、光电探测器等重要光电器件，也可用于ZnO基气体、生物、化学传感器，在光电子学太阳能电池、逻辑电路以及自旋电子器件等纳米电子学领域也具有广阔的应用前景。

目前，纳米电子器件制作技术基本上仍处于实验室阶段，现有装配制造技术还无法实现自动化、低成本制造，这种技术现状仍然是制约纳米器件研究和应用所面临的挑战性问题。自动化制造是纳米器件的发展趋势。利用基于实时反馈的浮动电势介电泳方法，实现纳米管线与微电极的自动化装配，对纳米器件制造技术发展具有重要意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种实时反馈的纳米电子器件自动化装配制造方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为实时反馈的纳米电子器件自动化装配制造方法：其采用闭环实时检测装配方法，通过信号发生器对微电极施加交直流叠加的驱动信号，其中交流信号作为驱动信号，直流偏置信号作为检测信号；通过扫描直流偏置信号跳变实现实时反馈；其具体步骤如下：

1)将纳米材料预处理；

2)将电场所需的交直流叠加信号通过探针分别施加在微电极芯片的源极和漏极；对该电极施加的交直流叠加信号中正弦交流信号作为驱动信号，进行扫描，其扫描频率从300K-3MHz，扫描时间2～10秒；

3)将预处理后的1～2μL纳米材料通过点样探针滴定在电极的源漏极中间间隙处，当纳米材料滴加电极两端时，直流偏置信号作为检测信号发生跳变，在扫描时间内，若直流偏置信号的跳变显示在示波器上，则快速获取成功装配的实验参数，完成该微电极装配，并在扫描时间结束后自动运行到对下一对电极进行装配；若直流偏置信号的跳变未显示在示波器上，则该微电极装配失败，自动运行到下一对电极进行装配。

所述纳米材料为氧化锌纳米线、碳纳米管或氧化铜纳米线。

所述交流信号作为驱动信号，其峰峰值电压为6～10V_p-p，频率300K-3MHz。

所述直流偏置信号作为检测信号，偏置电压为5V。

所述源漏电极间的距离为1μm。

本发明具有如下优点：本发明采用浮动电势介电泳技术，基于闭环控制思想，解决了纳电子器件有效装配效率低、难于自动化、规模化装配的难题，具有不破坏纳米管线本身物理、化学性质的特点，根据不同纳米材料独特的物理化学特性，可测出各种力的微小变化；采用闭环控制的自动化装配方法具有很高的可操作性与可重复性，为纳电子器件的制造提供了新的可行技术途径。

附图说明

图1为本发明自动化控制位置移动装配示意图；

图2为本发明装配前示波器的波形图；

图3为本发明装配后示波器的波形图；

图4为本发明ZnO纳米线经自动化装配后定向排列在基片上。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。