[發(fā)明專利]電化學定向生長Al2O3超薄膜基板的制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710071907.7
• 申請日: 2007-03-20
• 公開（公告）號: CN101070603A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發(fā)明（設計）人: 施云波;郭建英;張洪泉;丁喜波;時強;馮橋華
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: C25D11/04
• 分類號: C25D11/04;H05K1/03;H01L21/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發(fā)明涉及Al₂O₃膜基板的制造方法。

背景技術

Al₂O₃是一種性能優(yōu)越的陶瓷材料，具有較高的物理化學穩(wěn)定性，耐高溫、高絕緣、抗污染、強度高、晶形穩(wěn)定。其性能強于目前的硅、石英、非晶態(tài)玻璃等材料，以此材料制成的Al₂O₃基板是各類電子元器件、傳感器、集成電路等最常用的基板材料。傳統(tǒng)的Al₂O₃基板是采取陶瓷工藝制作，厚度最薄只能達到0,5mm。對于一些比較特殊的溫度、風速、氣體傳感器和特殊場合應用的電子元器件、集成電路等微電子產(chǎn)品而言，需要基片的厚度越薄越好，因為器件越薄，它的熱容量越小，功耗越低，響應時間也就越快。在現(xiàn)代工業(yè)、武器裝備等領域的特殊部位(如，狹縫、窄條、微空間等)需要檢測微小的局部位置，而且要求功耗低、響應快。目前隨著微機械加工技術在傳感器與微電子領域的大量應用，傳統(tǒng)厚度的Al₂O₃基板已經(jīng)無法滿足微機械加工需要。因此，超薄膜基板在傳感器與微電子工程中是急需的。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種電化學定向生長Al₂O₃超薄膜基板的制造方法，以解決采取陶瓷工藝制作的Al₂O₃基板無法滿足超薄要求的問題。本發(fā)明通過下述步驟實現(xiàn)：本實施方式通過下述步驟實現(xiàn)：一、取純度為99.99％的鋁箔進行表面清洗，先置于丙酮中浸泡，再置于氫氧化鈉中在40～60℃下浸泡1～2h，去除鋁箔表面油污，然后用水煮1～2h，接著用硝酸浸泡1～2h對鋁箔拋光，然后依次分別置于乙醇和去離子水中用超聲清洗10～30min，最后烘干；二、把鋁箔置于電解槽中，電解液的溫度控制在30～90℃，同時對電解液進行機械攪拌，分別給兩個相對設置的鋁箔夾上相反極性的電極，夾陽極的鋁箔為生長極，夾陰極的鋁箔為犧牲極，二者之間施加5～200V的直流電壓電解20～30min，然后交換電壓方向電解3～5min，再返回電壓方向電解20～30min，然后再交換電壓方向電解3～5min，反復交換電壓方向直至電解完成，總電解時間1～5小時后在生長極的表面上生成Al₂O₃膜；三、把作為生長極的鋁箔浸入氯化銅溶液，剝離Al₂O₃膜，從而完成膜的置換；四、將Al₂O₃膜置于多酸混合液在50～70℃溫度下浸泡1～2h，所述多酸混合液為相同重量百分比的濃度為3～10％的磷酸、濃度為1～3％的鹽酸和濃度為5～8％的鉻酸組成的混合液；五、把Al₂O₃膜依次分別置于乙醇和去離子水中用超聲清洗10～30min，最后烘干；六、對Al₂O₃膜進行500～1200℃進行熱處理。用本發(fā)明方法制造的Al₂O₃膜，厚度在0.02～0.2毫米之間，精度是±0.005毫米，其厚度可根據(jù)需要通過控制工藝參數(shù)來實現(xiàn)。

本發(fā)明方法制造的Al₂O₃膜厚度超薄，解決了現(xiàn)有技術制造的Al₂O₃基板無法滿足超薄要求的問題。Al₂O₃膜片具有許多優(yōu)良的物理化學性能，晶形穩(wěn)定，是理想的微機械加工材料。用其制作微型敏感器件和微電子器件的微結構體，具有廣闊的應用前景。將推進傳感器和微電子技術的發(fā)展和進步。超薄膜Al₂O₃膜片制作的微結構體可實現(xiàn)微型化、多功能化和集成化，具有低功耗，耐受惡劣環(huán)境能力強的優(yōu)點，可為開發(fā)下一代新型傳感器和微電子器件開辟新的途徑。可為制造微傳感器和微器件提供柔韌的、超薄的膜式基板。該發(fā)明的方法加工成本低廉，加工工藝簡單，易于控制，在工程上極有應用推廣價值

附圖說明

圖1是600倍的Al₂O₃膜斷口處放大圖；圖2是圖2中Al₂O₃膜斷口4萬倍放大圖；圖3是Al₂O₃膜表面的10萬倍放大圖。

具體實施方式