[發明專利]薄膜圖形化方法

有效

• 申請號: 201310103325.8
• 申請日: 2013-03-28
• 公開（公告）號: CN103151245A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 孫秋娟;王浩敏;左青云;康曉旭;謝紅;鄧聯文;謝曉明;江綿恒
• 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

本發明涉及微電子技術領域，特別是涉及一種非金屬襯底上的薄膜圖形化方法。

背景技術

納米器件包括納米電子器件和納米光電器件，可廣泛應用于電子學、光學、微機械裝置、新型計算機等，是當今新材料與新器件研究領域中最富有活力的研究領域。目前，納米器件的設計與制造正處于一個飛速發展時期，由于石墨烯、BN等薄膜材料具有許多的優良特性而在納米電子器件中擁有廣大的應用前景，然而，這類薄膜材料的生長過程是非選擇性生長，因此如何實現該類材料的圖形化仍是一個亟待解決的技術難題。

通常的圖形化技術是通過標準半導體工藝實現薄膜材料的圖形化。其步驟是通過光線或電子束曝光光刻膠將圖形轉移至光刻膠，然后將薄膜材料沉積在整個襯底上，再通過剝離光刻膠方法將薄膜圖形留置于襯底表面。但是由于通常的工藝流程中掩模步驟需要用到光刻膠，而光刻膠的最高耐受溫度一般不會超過300°C。因此，對于生長溫度超過300°C的薄膜材料，無法通過直接在留有光刻膠的襯底表面直接沉積并剝離來達到圖形化的目的。通常的做法是通過在襯底表面直接生長薄膜，然后旋涂光刻膠進行圖形化，利用已圖形化的光刻膠為掩模版對薄膜進行離子刻蝕。但這種工藝方法需要用到昂貴的離子刻蝕設備，該技術中獲得穩定可靠的離子源是目前亟待解決的關鍵技術難題，且整個工藝較為復雜，費用較高，這對于在非金屬襯底上制備出圖形化新型薄膜提出了嚴峻的挑戰。

因此，如何通過用標準的半導體工藝實現薄膜材料的圖形化是本領域技術人員需要解決的問題。

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BN薄膜圖形化方法，用于解決現有技術中在非金屬襯底上制備出圖形化新型薄膜工藝較為復雜，費用較高的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種薄膜圖形化方法，其特征在于，該方法至少包括以下步驟：

1）提供一非金屬襯底，并在該非金屬襯底上形成光刻膠；

2）進行光學曝光，將預設圖形轉移至該光刻膠上；

3）在步驟2）之后獲得的結構上沉積金屬層；

4）然后去除光刻膠并剝離，獲得所需金屬圖形結構；

5）在上述金屬圖形結構表面沉積薄膜材料，形成所需薄膜；

6）最后去除剩余金屬層得到圖形化薄膜。

優選地，所述非金屬襯底為任意不被酸溶液液腐蝕的襯底，尤其是指半導體材料。

優選地，所述非金屬襯底的厚度為10-20μm。

優選地，所述步驟1）中的光刻膠厚度為1-2μm。

優選地，所述步驟1）還包括在形成光刻膠之前清洗該非金屬襯底的步驟。

優選地，所述步驟3）中的金屬為高熔點的易于酸溶液腐蝕的金屬。

優選地，所述高熔點的易于酸液腐蝕的金屬包括Ni、Cu、Ti。

優選地，所述步驟4）中剝離在溫度為50-70攝氏度，最好是60°的熱丙酮中進行。

優選地，所述步驟5）中的薄膜材料為石墨烯或BN，其厚度為25-35nm。

優選地，所述步驟6）中去除剩余金屬層在濃度為23%～36%的酸液中腐蝕形成。

如上所述，本發明提供的一種薄膜圖形化方法，具有以下有益效果：利用通常的圖形化技術，實現金屬的圖形化，再以金屬為掩膜板，在襯底上直接沉積高溫生長的薄膜材料，該發明即沿用了傳統的圖形化技術，又克服了光刻膠在高溫下無法做掩膜板使用的弊端；與離子束刻蝕方法相比，本發且工藝簡單，易于操作，且花費較低。

附圖說明

圖1-圖6為非金屬襯底上的薄膜材料圖形化工藝流程示意圖。其中，

圖1為任意非金屬襯底上勻膠后曝光示意圖。

圖2為進行光學曝光并將所設計的圖形轉移到光刻膠上的結構示意圖。

圖3為襯底顯影并沉積金屬的結構示意圖。

圖4為金屬剝離后的結構示意圖。

圖5為表面沉積BN后的結構示意圖。

圖6為襯底腐蝕掉金屬后得到圖形化BN結構的示意圖。

元件標號說明

襯底?????????????????????1

光刻膠???????????????????2

金屬層???????????????????3

薄膜?????????????????????4

具體實施方式