[發(fā)明專利]一種金電極的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410241889.2
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN103993287B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李玲霞;于仕輝;許丹;董和磊;金雨馨
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C14/35
• 分類號(hào): C23C14/35;C23C14/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所12201
• 代理人: 張宏祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于電子信息材料與元器件的，具體涉及一種金電極的制備方法。

背景技術(shù)

金由于具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和導(dǎo)電性能被廣泛用作一些精密電子器件的電極材料。隨著電子科學(xué)及電子產(chǎn)品的發(fā)展，電子薄膜器件越來越多的被研究和應(yīng)用，比如半導(dǎo)體薄膜材料、介電和鐵電薄膜材料。但是由于金在非金屬薄膜材料上的吸附性較差，導(dǎo)致不能制備較厚的金電極層，從而影響了電極的電傳導(dǎo)性能。除此之外，金在非金屬薄膜上較差的吸附性，也嚴(yán)重影響了對金電極的精細(xì)加工，不以利金作為電極器件的小型化發(fā)展。

目前一些研究者在研究相關(guān)器件時(shí)，在使用Au做電極時(shí)主要有Cr/Au結(jié)構(gòu)和Ti/Au結(jié)構(gòu)。但是這兩種結(jié)構(gòu)都不能制備較厚的Au電極層(100-1000nm)，所以在后退火時(shí)，Au層太薄以及Au與Cr(Ti)的互相擴(kuò)散，導(dǎo)致退火后電極的導(dǎo)電性變差，這對器件的可靠性是及其有害的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，是為解決現(xiàn)有技術(shù)在金電極層的吸附性較差以及較厚金電極層所帶來的缺陷，提供一種既具有較厚金電極層、又具有優(yōu)異電傳導(dǎo)性的電極材料的制備方法。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

一種金電極的制備方法，具有如下步驟：

(1)清洗基片及光刻顯影

a.將基片放入丙酮中超聲清洗20分鐘，用去離子水沖洗后烘干；

b.將烘干后的基片放入酒精中清洗20分鐘，用去離子水沖洗后用氮?dú)獯蹈桑?/p>

c.將光刻膠旋涂在基片上，厚度1um～5um，烘干后使用光刻掩膜版做曝光處理；

d.使用顯影液將電極圖形顯影出來；

(2)將步驟(1)顯影后的基片放入多靶共濺磁控濺射腔體中，在一個(gè)濺射靶上裝上金屬鉻靶材，在另一個(gè)濺射靶上裝上金靶材；

(3)當(dāng)磁控濺射的真空度<1.0×10^-3Pa時(shí)，開始對鉻靶材進(jìn)行濺射，鉻層的沉積厚度為5nm～200nm。

(4)步驟(3)結(jié)束后，同時(shí)打開鉻靶和金靶的濺射電源，同時(shí)對鉻靶材和金靶材進(jìn)行濺射，使鉻、金合金的沉積厚度為3nm～200nm；

(5)步驟(4)結(jié)束后，打開金靶的濺射電源，對金靶材進(jìn)行單獨(dú)濺射，金層的沉積厚度為50nm-1000nm；

(6)步驟(5)結(jié)束后，取出基片，對其進(jìn)行剝離，剝離后即制得Cr/CrAu/Au結(jié)構(gòu)的金電極。

所述步驟(1)的基片為玻璃基片、Si基片、Si/SiO₂基片、長有非金屬薄膜材料的基片或者單晶基片。

所述步驟(2)的金靶材和金屬鉻靶材的純度均為99.99％。

本發(fā)明的有益效果如下：

1.本發(fā)明公開的Cr/CrAu/Au電極具有較厚的Au層和優(yōu)良的吸附性，厚度為50nm～1000nm，電學(xué)性能優(yōu)于目前使用最廣泛的各種電極材料。

2.本發(fā)明提供的電極制備工藝簡單、電極性能優(yōu)良，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明Cr/CrAu/Au電極與現(xiàn)有技術(shù)Au電極附著力測試的比較圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，實(shí)例中所用的丙酮及酒精料均為市售分析純原料，金靶材和鉻靶材均為純度為99.99％的金屬靶材。

實(shí)施步驟如下：

(1)清洗基片及光刻顯影

a.將基片放入丙酮中超聲清洗20分鐘，用去離子水沖洗后烘干；所述的基片為玻璃基片、Si基片、Si/SiO₂基片、長有非金屬薄膜材料的基片或者單晶基片；

b.將烘干后的基片放入酒精中清洗20分鐘，用去離子水沖洗后用氮?dú)獯蹈桑?/p>

c.將光刻膠旋涂在吹干的基片上，烘干后使用特制的光刻掩膜版做曝光處理；

d.使用顯影液將電極圖形顯影出來；

(2)將步驟(1)顯影后的基片放入多靶共濺磁控濺射腔體中，在一個(gè)濺射靶上裝上金鉻靶材，在另一個(gè)濺射靶上裝上金靶材；所述金屬鉻靶材和金靶材的純度均為99.99％；

(3)當(dāng)磁控濺射的本底真空度<1.0×10^-3Pa，打開鉻靶的濺射電源對鉻靶材濺射，鉻層的沉積厚度為5nm～200nm；

(4)步驟(3)結(jié)束后，同時(shí)打開鉻靶和金靶的濺射電源，同時(shí)對鉻靶材和金靶材進(jìn)行濺射，使鉻、金合金的沉積厚度為3nm～200nm；

(5)步驟(4)結(jié)束后，打開金靶的濺射電源，對金靶材進(jìn)行單獨(dú)濺射，金層的沉積厚度為50nm-1000nm；