[發明專利]一種大面積轉移制備納米結構的方法

有效

• 申請號: 201910342453.5
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110098120B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 孫堂友;曹樂;李海鷗;傅濤;劉興鵬;陳永和;肖功利;李琦;張法碧;李躍
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H01L21/308
• 分類號: H01L21/308;B82Y40/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 石燕妮

本發明涉及納米結構技術領域，尤其涉及一種大面積轉移制備納米結構的方法，以Al作為基底，采用兩次陽極氧化法制備單通AAO多孔納米結構模板，并對單通AAO多孔納米結構模板進行兩次旋涂，再采用排水法和干法刻蝕制備工藝制備得到雙通AAO納米多孔薄膜，最后在目標基片表面獲得納米結構。本發明是一種大面積轉移制備納米結構的方法，能夠實現將超薄AAO陣列納米結構大面積轉移至目標基片，并高精度、低成本、無損傷高均勻性地在目標基片制備出與AAO具有相同特征尺寸的高規整度納米結構。

技術領域

本發明涉及納米結構技術領域，尤其涉及一種大面積轉移制備納米結構的方法。

背景技術

以多孔陽極氧化鋁(AAO)作為初始模板去復制制備納米結構的工藝自公開以來，利用該方法通過光刻或沉積等工藝方式制備納米結構已經展現出了廣泛的應用價值，然而，如何通過AAO模板法來實現低成本、大面積、高均勻性、高精度、無損的圖形轉移是一直以來存在并阻礙該納米結構制備方法發展的關鍵。

目前，利用AAO模板法來制備納米結構的方式，主要有以下三種：(1)利用可塑性聚合物，對AAO孔洞結構進行復制，從而獲得反轉形貌的納米柱狀結構；(2)制備雙通的AAO薄膜，并將其放在目標襯底上，從而通過干法刻蝕或沉積的方式獲得所需納米結構；(3)目標片鍍鋁，然后陽極氧化在目標片表面獲得AAO結構，隨后進行刻蝕圖形轉移。其中方式(1)滿足了大面積均勻性的需求，然而工藝自身依賴于納米壓印方式，且目標材料局限于少數、有限的可塑性材料，對于常規的半導體材料，其后續圖形轉移中納米結構信息將部分淹沒于AAO表面不平整所引入的起伏中，無法實現高精度納米結構的轉移。方式(2)由于采用了較薄(＜1μm)的AAO薄膜，因而后續無論是刻蝕還是沉積，都可以很好的實現AAO納米結構向半導體襯底的轉移，具有較高的結構轉移均勻性和精度，但由于Al₂O₃本身比較脆，因而很難獲得大面積雙通AAO薄膜，通常成型面積被限制在1cm²以內。方式(3)基于有限厚度(通常500nm以內)鋁的陽極氧化方式，由于陽極氧化時間有限，所得AAO納米孔結構的規整性較差；其次，該方式很難保證AAO納米孔洞在生長時的速度均勻性，生長時間較短則孔洞未達到襯底界面，時間較長又會導致先生長的Al₂O₃脫落以及由此帶來的圖形轉移等問題。上面的三種利用AAO模板法制備納米結構的方式各有優勢和特點，然而沒有一種方式能夠很好的兼顧低成本、高精度、高均勻性和大面積納米結構轉移的需求，阻礙AAO圖形轉移法在光學和光電器件等領域的應用和推廣

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種大面積轉移制備納米結構的方法，能夠實現將超薄AAO陣列納米結構大面積轉移至目標基片，并高精度、低成本、無損傷高均勻性地在目標基片制備出與AAO具有相同特征尺寸的高規整度納米結構。

本發明通過以下技術手段解決上述技術問題：

一種大面積轉移制備納米結構的方法，包括以下步驟：

S1：以Al作為基底，采用兩次陽極氧化法制備單通AAO多孔納米結構模板，所述單通AAO多孔納米結構模板具有AAO/Al復合結構；

S2：對S1步驟中的單通AAO多孔納米結構模板表面進行PMMA旋涂，得到PMMA/AAO/Al復合結構；

S3：將經過S2步驟處理的單通AAO多孔納米結構模板漂浮于濃度不大于0.1mol/L的CuCl₂溶液表面，以Al基底接觸液面，在常溫下去除Al基底后，CuCl₂溶液變為CuCl₂+AlCl₃溶液，得到PMMA/AAO薄膜；

S4：將經過親水處理的目標基片放入CuCl₂+AlCl₃溶液底部，使PMMA/AAO薄膜附著至目標基片上，進行AAO納米結構轉移；