[發明專利]微結構保角性轉移方法

有效

• 申請號: 201210593568.X
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103021818A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 狄增峰;郭慶磊;張苗;魏星;薛忠營;母志強;戴佳赟
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本發明屬于微電子領域，涉及一種薄膜轉移方法，特別是涉及一種微結構保角性轉移方法。

背景技術

近年來，隨著人們對便攜式電子器件的技術要求的提高，柔性電子技術的迅速發展而受到廣泛關注，成為研究及應用熱點。柔性電子技術就是將傳統剛性襯底上的薄膜材料以及功能器件轉移至柔性襯底，從而到達可彎曲、可拉伸甚至可折疊的技術要求。

在柔性技術中，首先將傳統剛性襯底上的圖形化微型結構，尤其是微米帶轉移至柔性襯底；其次利用傳統的工藝技術條件利用柔性襯底上的圖形化微型結構制作柔性電子器件。在這一過程中，要求剛性襯底上的圖形化的微米帶結構在轉移至柔性襯底上后，其排列次序不變，即實現保角性轉移。由此可見，如何將排列整齊的硅微型結構保角性轉移至柔性襯底顯得格外重要。

最初的柔性技術中，并沒有對保角性轉移做出特別要求。傳統的轉移方法，在腐蝕掉中間埋氧層的時候，頂層納米薄膜材料會落至硅襯底上并與其接觸，兩者之間以范德瓦耳斯力相連接。在腐蝕完埋氧層、頂層納米薄膜落至硅襯底上的過程中，會導致圖形陣列的偏移，同時，在腐蝕完畢最終從HF酸或BOE溶液中取出的時候，由于溶液的表面張力較大，會導致僅僅依靠較微弱的范德瓦耳斯力相連接的納米薄膜與硅襯底之間發生相對滑移，再一次導致圖形陣列偏移。然而隨著柔性技術的發展，保角性轉移越來越受到人們的關注。目前，實現微米帶保角性轉移的主要方法是通過多步光刻及刻蝕，利用光刻膠作為圍墻來固定圖形化微米帶。由于多步光刻甚至套刻的工藝以及多步刻蝕導致該過程較為復雜，在工業上造成成本較高。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種微結構保角性轉移方法，用于解決現有技術中微結構保角性轉移工藝復雜、成本較高的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種保角性轉移方法，所述保角性轉移方法至少包括以下步驟：

1)提供XOI襯底，所述XOI襯底自下而上依次為底層硅、埋氧層及頂層X納米薄膜；

2)在所述頂層X納米薄膜上涂覆預設圖形的光刻膠，所述預設圖形為啞鈴狀；

3)對所述頂層X納米薄膜進行刻蝕以將所述頂層X納米薄膜進行圖案化，形成預設圖形的微結構；所述微結構包括兩端區域及連接于所述兩端區域之間的中間圖形；

4)采用濕法腐蝕將所述埋氧層進行腐蝕，直至所述中間圖形部分完全懸空，且所述兩端區域以下仍有部分未被完全腐蝕掉的埋氧層；?

5)提供一基板，將所述基板與所述微結構相接觸，并迅速提起以將所述微結構自所述未被腐蝕掉的埋氧層處撕裂并轉移到所述基板上，所述微結構兩端區域與所述未被完全腐蝕掉的埋氧層相接觸的部分留在所述未被完全腐蝕掉的埋氧層上。

可選地，所述刻蝕采用反應離子刻蝕。

可選地，所述頂層X納米薄膜的X為硅、鍺或III-V族化合物。

可選地，所述頂層X納米薄膜的厚度范圍為10nm~200nm。

可選地，所述基板為柔性襯底。

可選地，所述柔性襯底的材料為聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亞胺或蠶絲蛋白。

可選地，所述中間圖形為微米帶或亞微米帶。

可選地，所述中間圖形的寬度范圍為1μm~500μm。

可選地，所述濕法腐蝕采用氫氟酸或BOE溶液。

如上所述，本發明的微結構保角性轉移方法，具有以下有益效果：將待轉移的微結構設計為啞鈴狀，由于微結構兩端區域尺寸相較于中間圖形尺寸較大，而氫氟酸腐蝕埋氧層時腐蝕速度是各向同性的，所以在氫氟酸側向腐蝕納米薄膜底下的埋氧層時，較小尺寸的中間圖形下面的埋氧層會優先腐蝕完畢，而較大尺寸的兩端區域下面依然會有部分埋氧層存在，形成固定結來固定微結構，避免了腐蝕完畢后所引起的圖形滑移以及從腐蝕液中取出時由于溶液的表面張力所引起的排列次序混亂，從而實現保角性轉移。本發明的微結構保角性轉移方法利用簡易的端點固定圖形化設計，對微結構納米薄膜進行固定，實現完全保角性轉移，大大的降低了保角性轉移工藝的復雜度，降低了工藝成本。

附圖說明

圖1顯示為本發明的微結構保角性轉移方法中XOI襯底的結構示意圖。

圖2顯示為本發明的微結構保角性轉移方法中涂覆預設圖形光刻膠的示意圖。

圖3顯示為本發明的微結構保角性轉移方法中對頂層X納米薄膜進行刻蝕形成預設圖形微結構的示意圖。

圖4顯示為本發明的微結構保角性轉移方法中將埋氧層進行腐蝕之后得到的結構的示意圖。