[發明專利]薄膜金屬和合金的低速率電化學蝕刻

有效

• 申請號: 201210315742.4
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102965719A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: J·A·梅迪娜;T·Y·W·江;M·江
• 申請（專利權）人: 西部數據（弗里蒙特）公司
• 主分類號: C25F3/02
• 分類號: C25F3/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

1.一種電化學蝕刻的方法，所述方法包括：

提供包括第一材料的金屬或者合金的襯底；

提供包括第二材料的電解質的蝕刻溶液；以及

將所述襯底浸入所述蝕刻溶液，同時向所述襯底施加陰極電流，其中所述陰極電流被施加從而所述蝕刻溶液導致所述襯底的所述第一材料被蝕刻并且所述蝕刻溶液導致還原反應發生。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述陰極電流包括導致所述襯底的第一材料被蝕刻的陽極電流分量和導致所述還原反應發生的陰極電流分量。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，向所述襯底施加陰極電流包括向所述襯底施加第一電位，其中所述第一電位比包括所述第一材料和所述蝕刻溶液的耦合體的開路電位更負。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述第一電位比所述第一材料的第二電位負的更少，其中，所述第二電位是包括所述第一材料和所述第一材料的離子的耦合體的第二開路電位。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，向所述襯底施加陰極電流包括增加通過所述襯底的電流密度，從通過襯底的零凈電流增加到通過襯底的第一凈電流，其中所述第一凈電流比所述零凈電流更陰性。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，通過所述襯底的電流密度增加，從而：所述第一凈電流相對通過襯底的具有零陽極分量的凈電流具有更大的陽極分量或者相等的陽極分量，并且所述第一凈電流相對零凈電流具有更小的陽極分量。

7.根據權利要求1所述的方法，還包括：調整所述陰極電流以調整所述襯底的第一材料的蝕刻速率。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，控制所述陰極電流從而所述襯底的第一材料以提供納米級或者埃級蝕刻精度的蝕刻速率被蝕刻。

9.根據權利要求1所述的方法，其中，所述陰極電流通過恒電流法或恒電位法被控制。

10.根據權利要求1所述的方法，還包括：維持所述蝕刻溶液的溫度、pH、電解質濃度和混合速率處于或者接近指定值。

11.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第二材料包含與第一材料中發現的元素相同或者類似的元素。

12.根據權利要求1所述的方法，其中，所述方法用于被蝕刻鍍覆或濺射的結構。

13.根據權利要求1所述的方法，其中，所述方法用于制造磁記錄頭。

14.根據權利要求1所述的方法，其中，所述方法用于從襯底去除氧化物。

15.根據權利要求14所述的方法，其中，在使用所述方法去除氧化物之后，所述陰極電流被增加，從而在所述襯底浸入蝕刻溶液中時，所述第一材料或者第二材料被電沉積在所述襯底上。

16.一種校正電化學蝕刻的方法，所述方法包括：

提供包括第一材料的金屬或者合金的襯底；

提供包括所述第一材料或者第二材料的電解質的蝕刻溶液；

將襯底浸入蝕刻溶液時連續地向襯底施加陰極電流的集合，其中集合中的每個陰極電流具有不同的陰極電流值；

當陰極電流的集合中的每個陰極電流被連續地施加到所述襯底且襯底在所述蝕刻溶液中時觀測所述襯底的所述第一材料的蝕刻；以及

基于觀測操作確定陰極電流的范圍，當陰極電流被連續地施加到所述襯底且所述襯底處在所述蝕刻溶液中時所述陰極電流的范圍導致所述襯底的所述第一材料被蝕刻。

17.根據權利要求16所述的方法，其中，所述集合的每個陰極電流具有比所述襯底的零凈電流更陰性的凈電流。

18.根據權利要求16所述的方法，其中，施加、觀測和確定操作包括針對所述集合中的每個存在的陰極電流執行以下操作：

將所述襯底浸入所述蝕刻溶液同時向所述襯底施加來自所述集合的所述存在的陰極電流，

觀測由于襯底被浸入蝕刻溶液并且存在的陰極電流被施加而引起的所述襯底的第一材料的蝕刻，由此產生觀測值；以及

基于所述觀測，確定存在的陰極電流是否應包括在陰極電流的范圍內，所述陰極電流的范圍在施加到襯底且所述襯底處于所述蝕刻溶液中時會導致所述襯底的第一材料被蝕刻。