一种微纳米结构定点缺陷掺杂的方法及NV色心传感器

技术特征：
1.一种基于自对准工艺的微纳米结构定点缺陷掺杂的方法，包括：s1，在晶体衬底表面依次形成牺牲层、光刻胶层；s2，根据微纳米图形在所述光刻胶层光刻出掩模孔；s3，通过所述掩模孔对所述牺牲层各向同性刻蚀，将所述微纳米图形放大至所述牺牲层；s4，对所述掩模孔下方裸露的晶体表面进行离子注入掺杂；s5，去除所述光刻胶层，沉积掩模材料；s6，去除所述牺牲层，所述牺牲层中微纳米放大图形转移为掩模材料图形；s7，对裸露晶体表面进行刻蚀，去除表面所述掩模材料并退火形成特定缺陷。2.根据权利要求1所述的基于自对准工艺的微纳米结构定点缺陷掺杂的方法，其特征在于，所述s1中牺牲层、光刻胶层形成双层薄膜结构，形成方式包括涂覆、气相沉积。3.根据权利要求1所述的基于自对准工艺的微纳米结构定点缺陷掺杂的方法，其特征在于，所述s1中牺牲层材料包括pmgi、sio2、sin。4.根据权利要求1所述的基于自对准工艺的微纳米结构定点缺陷掺杂的方法，其特征在于，所述s2中掩模孔为微纳米图形等比例缩小的图形，所述掩模孔位于下层结构图形中心正上方位置。5.根据权利要求1所述的基于自对准工艺的微纳米结构定点缺陷掺杂的方法，其特征在于，所述s4中离子注入的离子种类与掺杂缺陷种类相关，离子穿透深度不能超过所述光刻胶层的厚度。6.根据权利要求1所述的基于自对准工艺的微纳米结构定点缺陷掺杂的方法，其特征在于，所述s5中沉积掩模材料采用镀膜工艺，包括蒸发镀膜、溅射镀膜。7.根据权利要求1所述的基于自对准工艺的微纳米结构定点缺陷掺杂的方法，其特征在于，所述s6中去除所述牺牲层采用溶脱剥离的方式。8.根据权利要求1所述的基于自对准工艺的微纳米结构定点缺陷掺杂的方法，其特征在于，所述s7中对裸露晶体表面刻蚀采用干法刻蚀工艺，包括等离子体刻蚀、反应离子刻蚀、感应耦合等离子体刻蚀。9.根据权利要求1所述的基于自对准工艺的微纳米结构定点缺陷掺杂的方法，其特征在于，所述s7中去除表面所述掩模材料采用干法刻蚀或湿法刻蚀工艺。10.一种nv色心传感器，其特征在于，所述nv色心传感器中的nv色心通过权利要求1-9中任一所述的方法制备。

技术总结
本发明提供一种基于自对准工艺的微纳米结构定点缺陷掺杂的方法，包括：S1，在晶体衬底表面依次形成牺牲层、光刻胶层；S2，根据微纳米图形在光刻胶层光刻出掩模孔；S3，通过掩模孔对牺牲层各向同性刻蚀，将掩模孔图形放大至牺牲层；S4，对掩模孔下方裸露的晶体表面进行离子注入掺杂；S5，去除光刻胶层，沉积掩模材料；S6，去除牺牲层，牺牲层中微纳米放大图形转移为掩模材料图形；S7，对裸露晶体表面进行刻蚀，去除表面掩模材料并退火形成特定缺陷。本发明提供的方法基于自对准工艺，不需要对准的操作，精度高过程简单，不存在对准的误差。不存在对准的误差。不存在对准的误差。


技术研发人员：王孟祺 王亚 孙浩宇 叶翔宇 余佩 刘航宇 王鹏飞 石发展 杜江峰
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：2020.10.28
技术公布日：2022/5/5