[發明專利]一種微納加工制備電子器件的方法

有效

• 申請號: 201610121130.X
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN105668511B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 李京波;黎永濤;陳新
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司44214
• 代理人: 張文

技術領域

本發明涉及微納電子器件領域，具體涉及一種新的微納加工制備電子器件的方法。

背景技術

自2004年石墨烯被發現以來，納米材料與器件領域進入一個高速發展的階段。人們從理論以及實驗研究中發現，隨著材料尺度的減小，其受到表面效應、體積效應和量子尺寸效應的影響顯影增大，會產生出新奇的量子物理效應。由納米材料制備的樣品尺寸大約在1微米至100微米左右，對納米器件進行微納加工的精確度提出了苛刻要求。因此，需要高精度的微納加工技術制備器件以研究材料與器件的新的物理特性。目前對1-100微米左右的納米材料進行微納器件加工的方法主要有紫外光刻和電子束曝光，這兩種方法都能有效較好地滿足制備微納器件的要求，但同時，由于其昂貴的設備購置成本，大大地提高了普通研究組制備微納器件的門檻，不利于對納米材料的廣泛研究及應用推廣。

本發明介紹了一種新的微納加工制備器件的方法，此方法利用普通照明光源進行光刻以制備器件電極，再通過濕法轉移的方式把金電極轉移至納米材料上面制成電子器件。本發明實驗方法簡單方便，且無需購置貴重設備，只需普通實驗室的實驗條件即可非常方便地對1微米以上尺寸的樣品加工出微納器件，大大降低了實驗成本，推廣了微納器件的應用，促進對納米材料的實驗研究。

發明內容

本發明的目的是提供一種新的微納加工制備器件的方法。該方法利用普通照明光源進行光刻以制備器件電極，再通過濕法轉移的方式把金電極轉移至納米材料上面制成電子器件。

本發明提供了一種微納加工制備器件的方法，其制備方法包括以下步驟：

一種微納加工制備電子器件的方法，包括以下步驟：

步驟1：取一片第一硅片，所述第一硅片上設有二氧化硅氧化層；在所述第一硅片上旋涂一層光刻膠；

步驟2：把涂有光刻膠的第一硅片置于熱臺上進行烘膠處理；烘膠處理結束后將第一硅片平放，用光刻板輕輕壓在第一硅片上；在曝光光源下照射進行曝光處理；

步驟3：曝光處理后的第一硅片浸泡在顯影液中進行顯影處理，之后立即用蒸餾水沖洗干凈；利用真空熱蒸鍍儀在顯影出圖形的第一硅片上蒸鍍金屬；

步驟4：把已蒸鍍金屬的第一硅片浸泡在丙酮中，去掉光刻膠以及多余的金屬，使第一硅片上留有所需圖案的金屬電極，之后將其從丙酮中取出吹干；在有金屬電極的第一硅片上旋涂一層PMMA，之后將其放在熱臺上進行烘膠；

步驟5：把涂有PMMA膜的第一硅片浸泡在氫氧化鈉溶液中50-120min以去除第一硅片上的氧化層并使PMMA膜與第一硅片分離，此時金屬電極也隨之粘在PMMA膜上，再用蒸餾水洗干凈PMMA膜；在顯微鏡下把附有金屬電極的PMMA膜轉移到設有所需測試樣品的第二硅片上，待PMMA膜干后，把上有PMMA膜的第二硅片放在熱臺上烘干；

步驟6：把上有PMMA膜的第二硅片浸泡在丙酮中以去除PMMA膜，浸泡完后用氮氣吹干凈第二硅片表面的丙酮，最終金屬電極轉移至設有所需測試樣品的第二硅片上，制得所需器件。

優選的，其中第一硅片和第二硅片表面二氧化硅厚度在250-350nm之間。

優選的，其中旋涂光刻膠的轉速為2000-4000rpm，烘膠處理溫度為95-110℃，時間為3-6min。

優選的，其中曝光光源可為太陽光、鹵素燈、汞燈、日光燈、白熾燈中的一種，曝光時間為10～120min。

優選的，其中第一硅片上蒸鍍的金屬厚度為20-100nm。

優選的，其中PMMA溶液為聚甲基丙烯酸甲酯溶于一氯代苯制備得到的，質量比為8：92，所述步驟4中烘膠溫度為120-150℃，烘膠時間為1-2h。

優選的，其中步驟5中上PMMA膜的第二硅片的烘干溫度為85-100℃，時間

為20-60min。

優選的，所述步驟3中是用真空熱蒸鍍儀在顯影出圖形的第一硅片上蒸鍍金。

本發明利用旋涂法把光刻膠旋涂在有二氧化硅氧化層的硅片上，加熱烘膠后把光刻板輕輕壓在旋涂光刻膠的硅片上，利用光源照射光刻板和硅片，曝光后顯影取出；得到有圖形的光刻膠掩膜硅片后，再在有金電極的硅片上旋涂一層PMMA并在熱臺上烘膠。此后把旋涂有PMMA的上面有金電極的硅片置于氫氧化鈉溶液中去除硅片上的氧化層并使PMMA膜與硅片分離。再把附有金電極的PMMA膜轉移至硅片上，待PMMA膜干后，去除PMMA膜使金電極轉移硅片上面的樣品上。此方法可以在沒有光刻機或電子束曝光系統的情況下大大地降低加工微納電子器件的門檻，從而使普通實驗室和車間可以加工出樣品尺寸在1微米左右的微納電子器件