CN102560337A - 金属掩模套版及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于新材料电子器件制作模板及模板的使用方法。一种金属掩模套版，包括掩模后挡板，还包括有用于测试各向异性材料的霍尔效应和电阻率的第一欧姆接触电极图形掩模板、用于测试各向同性材料的霍尔效应和电阻率的第二欧姆接触电极板、用于分析材料的电容电压特性的绝缘层图形掩模板和用于制作肖特基电极的肖特基接触电极图形掩模板。本发明还提供一种以上所述的金属掩模套版的使用方法。本发明的优点是：金属掩模套版结构简单，操作方便快捷，一次就可以在小尺寸样品上生长一批电极样品器件，同时能够方便高效的获得需要的器件尤其适合于材料辐照改性的研究。

Description

金属掩模套版及使用方法

技术领域：

本发明涉及一种适用于新材料电子器件制作模板及模板的使用方法。

背景技术：

社会的发展和科技的进步加快了人们对新材料的需求和探索，同时，新材料的制备和分析是材料研究者的工作重点。其中，电学性质是新材料性能的一项重要指标，这使得样品上电极的制备成了获得可靠数据的关键所在。为获得准确的电学测试的数据，电极面积及电极材料的选择都是必须要考虑的内容。因此，在新材料的研发当中，传统的铟电极和铝电极已经不能适应研究的需要。此外，由于新材料的生产成本高，生长技术苛刻，以及测试条件的限制，新材料的研究者们一般不会制作较大尺寸的材料样品。尤其是在材料辐照改性的研究当中，由于离子束束斑较小及束流昂贵成本的限制，更加不可能获得大面积尺寸的样品，这给研究辐照后样品的电学性质带来了意想不到的困难。

目前公认的器件制作技术是微电子工艺当中的光刻技术。虽然光刻技术在追求精细和高效方面做到了极致，但是其工序复杂，生产成本高。在高成本的驱动下，光刻技术形成了在一整片晶圆上进行操作的模式。这不适应于小尺寸样品的分析需要。此外，要在新材料上制得合适的电极，相应电极所需要的金属材料并不单一，这给电学数据的获取带来很多麻烦。材料的研究者热衷于研究材料的制备工作，不可能在原形器件的制作方面投入太多的时间。因此，在小尺寸样品上方便高效的获得需要的原形器件就成了亟待解决的问题。

发明内容：

本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种在较小材料样品上方便快捷的制成简单器件，并方便的获得器件电学性质的数据，从而提高材料研究者的工作效率的一种金属掩模套版。

为了实现上述目的，本发明专利采用以下技术方案：一种金属掩模套版，包括掩模后挡板，所述的掩模后挡板呈圆形，圆形掩模后挡板的下部和右侧部具有两条直边；在掩模后挡板的板面上设有样品空间定位孔，样品空间定位孔呈方形，在空间定位孔的四个顶角上设有套版定位孔；还包括有用于测试各向异性材料的霍尔效应和电阻率的第一欧姆接触电极图形掩模板、用于测试各向同性材料的霍尔效应和电阻率的第二欧姆接触电极板、用于分析材料的电容电压特性的绝缘层图形掩模板和用于制作肖特基电极的肖特基接触电极图形掩模板。

进一步，所述的绝缘层图形掩模板，其板面上设有第一样品空间，第一样品空间的四个顶角上设有第一套版定位孔，第一样品空间内设有第一样品孔，所述的第一样品孔呈长方形；绝缘层图形掩模板的形状及第一样品空间形状、第一套版定位孔均与所述的掩模后挡板的形状及样品空间定位孔形状、套版定位孔匹配设置。

进一步，所述的第一欧姆接触电极板，其板面上设有第二样品空间，第二样品空间的四个顶角上设有第二套版定位孔，第二样品空间内设有第二样品孔，所述的第二样品孔是由围成圆环状的多个小孔组成；第二欧姆接触电极图形掩模板形状及第二样品空间形状、第二套版定位孔均与所述的掩模后挡板的形状及样品空间定位孔形状、套版定位孔匹配设置。

进一步，所述的第二样品孔围成的圆环是所述第二样品空间的内切圆。

进一步，所述的第二样品孔围成的圆环是所述第二样品空间的内切圆，且各个小孔的两个侧边均延伸至第二样品空间的边缘。

进一步，所述的第二欧姆接触电极图形掩模板，其板面上设有第三样品空间，第三样品空间的四个顶角上设有第三套版定位孔，第三样品空间内设有第三样品孔，所述的第三样品孔包括：设置在所述第三样品空间四角上的第三小孔、设置在第三样品空间中间的至少两个第四小孔，和/或设置在所述第三样品空间的四个边中央的第五小孔；图形掩模板形状及第三样品空间形状、第三套版定位孔均与所述的掩模后挡板匹配设置。

进一步，所述的肖特基接触电极图形掩模板，其板面上设有第四样品空间，第四样品空间的四个顶角上设有第四套版定位孔，第四样品空间内设有第四样品孔，所述的第四样品孔是设置在第四样品空间中间的至少两个小孔；肖特基接触电极图形掩模板形状及第四样品空间形状、第四套版定位孔均与所述的掩模后挡板匹配设置。

进一步，所述的套版定位孔呈圆形。

所述的第一样品孔不与第二欧姆电极掩模版的位于四个顶角的第三小孔及位于四边的第五小孔交叠，与所述的肖特基接触的第四样品孔交叠。

本发明还提供一种以上所述的金属掩模套版的使用方法，包括如下步骤：

1)先将所述的绝缘层图形掩模板与掩模后挡板对准后，陶瓷胶固定，同时，将尺寸为1×1cm²的样品固定安装在所述的第一样品孔上，此时后挡板起定位作用，掩模版起约束样品沉积图形的作用。

2)把步骤1中固定好的金属掩模套版放入溅射台的样品架上，通过反应溅射的方法制备绝缘层薄膜；

3)把第二欧姆接触电极图形掩模板和掩模后挡板对准后，用导电银胶固定，同时，把尺寸为1×1cm²的样品固定在第三样品孔内；

4)把步骤3中固定好的金属掩模套版放入溅射台的样品架上，通过选择至少一个金属靶托来控制需要沉积的电极金属膜层，制作欧姆接触电极，实现各向同性材料的霍尔效应测试；

5)把肖特基接触电极图形掩模板和掩模后挡板对准后，用导电银胶固定，同时，把尺寸为1×1cm²的样品固定在第四样品孔内；

6)把步骤5中固定好的金属掩模套版放入溅射台的样品架上，通过选择金属靶材来控制需要沉积的电极金属膜层。

进一步，所述的步骤：

1)是把第一欧姆接触电极图形掩模板和掩模后挡板对准后，用导电银胶固定，同时，把尺寸为1×1cm²的样品固定在第二样品孔内；

2)是把步骤1)中固定好的金属掩模套版放入溅射台的样品架上，通过选择金属靶材来控制需要沉积的电极金属膜层，制作欧姆接触电极，实现各向异性材料的霍尔效应测试。

本发明的有益效果：金属掩模套版结构简单，操作方便快捷，只需三步就可以制备出各项电学测试所需的优质电极。一次就可以在小尺寸样品上生长一批电极样品器件，同时能够方便高效的获得需要的器件尤其适合于材料辐照改性的研究。

附图说明：

图1是本发明掩模后挡板结构示意图；

图2是本发明绝缘层图形掩模版结构示意图；

图3是本发明第一欧姆接触电极图形掩模版结构示意图；

图4是本发明第二欧姆接触电极图形掩模版结构示意图；

图5是本发明肖特基接触电极图形掩模版结构示意图。

具体实施方式：

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：如图1：一种金属掩模套版，包括掩模后挡板：1，所述的掩模后挡板1呈圆形，圆形掩模后挡板1的下部和右侧部具有两条直边11；在掩模后挡板1的板面上设有样品空间定位孔12，样品空间定位孔12呈方形，在样品空间定位孔12的四个顶角上设有套版定位孔13；还包括有用于测试各向同性材料的霍尔效应和电阻率的第一欧姆接触电极图形掩模板3、用于测试各向异性材料的霍尔效应和电阻率的第二欧姆接触电极板4、用于分析材料的电容电压特性的绝缘层图形掩模板2和用于制作肖特基电极的肖特基接触电极图形掩模板5。所述的套版定位孔13呈圆形。

如图2所示：所述的绝缘层图形掩模板2，其板面上设有第一样品空间21，第一样品空间21的四个顶角上设有第一套版定位孔22，第一样品空间内设有第一样品孔23，所述的第一样品孔23呈长方形；绝缘层图形掩模板2形状及第一样品空间21形状、第一套版定位孔22均与所述的掩模后挡板1的形状及样品空间定位孔形状、套版定位孔匹配设置。

如图3所示：所述的第一欧姆接触电极板3，其板面上设有第二样品空间31，第二样品空间31的四个顶角上设有第二套版定位孔33，第二样品空间31内设有第二样品孔。

在所述第一欧姆接触电极板3的上半部分设有的第二样品孔32是由围成圆环状的多个小孔组成，且围成的圆环是所述第二样品空间31的内切圆；第一欧姆接触电极板3的上半部分设有的第二样品孔32保证了各个小电极面积相同。

在所述第一欧姆接触电极板3的下半部分设有的第二样品孔34是由围成圆环状的多个小孔组成，且围成的圆环是所述第二样品空间31的内切圆，各个小孔的两个侧边均延伸至第二样品空间31的边缘；第一欧姆接触电极板3的下半部分设有的第二样品孔34保证了电极长在了样品的边缘。

第一欧姆接触电极图形掩模板3形状及第二样品空间31形状、第二套版定位孔33均与所述的掩模后挡板1的形状及样品空间定位孔形状、套版定位孔匹配设置。

如图4所示：所述的第二欧姆电极图形掩模板4，其板面上设有第三样品空间41，第三样品空间41的四个顶角上设有第三套版定位孔42，第三样品空间41内设有第三样品孔；

在所述第二欧姆电极图形掩模板4的左半部分设置的第三样品孔是设置在所述第三样品空间四角上的第三小孔43、设置在第三样品空间41中间的至少两个第四小孔44；

在所述第二欧姆电极图形掩模板4的右半部分设置的第三样品孔是设置在所述第三样品空间41中间的至少两个第四小孔44，以及设置在所述第三样品空间的四个边中央的第五小孔45；

图形掩模板形状及第三样品空间形状、第三套版定位孔均与所述的掩模后挡板匹配设置。

如图5所示：所述的肖特基接触电极图形掩模板5，其板面上设有第四样品空间51，第四样品空间51的四个顶角上设有第四套板定位孔52，第四样品空间51内设有第四样品孔，所述的第四样品孔包括：设置在第四样品空间中间的至少两个小孔53；肖特基接触电极图形掩模板5形状及第四样品空间51形状、第四套版定位孔52均与所述的掩模后挡板匹配设置。

所述的第一样品孔23不与图四所示的第二欧姆电极掩模版的位于四角的第一方形孔43及位于四边的第二方形孔45交叠，与图五所示的肖特基接触的两个方形小孔53交叠。

实施例2：与实施例1相同，不同的是：所述的第二样品孔32围成的圆环是所述第二样品空间31的内切圆，且各个小孔的两个侧边均延伸至第二样品空间31的边缘。

实施例3：本发明还提供一种如上所述的金属掩模套版的使用方法，包括如下步骤：

101.先将所述的绝缘层图形掩模板2与掩模后挡板1对准后，陶瓷胶固定，同时，将尺寸为1×1cm²的样品固定安装在所述的第一样品孔上；

102.把步骤101中固定好的金属掩模套版放入溅射台的样品架上，通过反应溅射的方法制备绝缘层薄膜；

103.把第二欧姆接触电极图形掩模板2和掩模后挡板对准后，用导电银胶固定，同时，把尺寸为1×1cm²的样品固定在第三样品孔内；

104.把步骤103中固定好的金属掩模套版放入溅射台的样品架上，通过选择至少两个金属靶材来控制需要沉积的电极金属膜层，制作欧姆接触电极，实现各向同性材料的霍尔效应测试；

105.把第一欧姆接触电极图形掩模板3和掩模后挡板对准后，用导电银胶固定，同时，把尺寸为1×1cm²的样品固定在第二样品孔内；

106.是把步骤105中固定好的金属掩模套版放入溅射台的样品架上，通过选择金属靶材来控制需要沉积的电极金属膜层，制作欧姆接触电极，实现各向异性材料的霍尔效应测试。

107.把肖特基接触电极图形掩模板5和掩模后挡板对准后，用导电银胶固定，同时，把尺寸为1×1cm²的样品固定在第四样品孔内；

108.把步骤107中固定好的金属掩模套版放入溅射台的样品架上，通过选择金属靶材来控制需要沉积的电极金属膜层。

实施例4：一种如上所述的金属掩模套版的使用方法，包括如下步骤：

101把第一欧姆接触电极图形掩模板3和掩模后挡板对准后，用导电银胶固定，同时，把尺寸为1×1cm²的样品固定在第二样品孔内；

102是把步骤105中固定好的金属掩模套版放入溅射台的样品架上，通过选择金属靶材来控制需要沉积的电极金属膜层，制作欧姆接触电极，实现各向异性材料的霍尔效应测试。

103把肖特基接触电极图形掩模板5和掩模后挡板对准后，用导电银胶固定，同时，把尺寸为1×1cm²的样品固定在第四样品孔内；

104把步骤107中固定好的金属掩模套版放入溅射台的样品架上，通过选择金属靶材来控制需要沉积的电极金属膜层。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种金属掩模套版，包括掩模后挡板，其特征在于，所述的掩模后挡板呈圆形，圆形掩模后挡板的下部和右侧部具有两条直边；在掩模后挡板的板面上设有样品空间定位孔，样品空间定位孔呈方形，在空间定位孔的四个顶角上设有套版定位孔；还包括有用于测试各向异性材料的霍尔效应和电阻率的第一欧姆接触电极图形掩模板、用于测试各向同性材料的霍尔效应和电阻率的第二欧姆接触电极板、用于分析材料的电容电压特性的绝缘层图形掩模板和用于制作肖特基电极的肖特基接触电极图形掩模板。

2.如权利要求1所述的金属掩模套版，其特征在于，所述的绝缘层图形掩模板，其板面上设有第一样品空间，第一样品空间的四个顶角上设有第一套版定位孔，第一样品空间内设有第一样品孔，所述的第一样品孔呈长方形；绝缘层图形掩模板的形状及所述的第一样品空间的形状、第一套版定位孔均与所述的掩模后挡板的形状及样品空间定位孔形状、套版定位孔匹配设置。

3.如权利要求1所述的金属掩模套版，其特征在于，所述的第一欧姆接触电极板，其板面上设有第二样品空间，第二样品空间的四个顶角上设有第二套版定位孔，第二样品空间内设有第二样品孔，所述的第二样品孔是由围成圆环状的多个小孔组成；第一欧姆接触电极图形掩模板形状及第二样品空间形状、第二套版定位孔均与所述的掩模后挡板的形状及样品空间定位孔形状、套版定位孔匹配设置。

4.如权利要求3所述的金属掩模套版，其特征在于，所述的第二样品孔围成的圆环是所述第二样品空间的内切圆。

5.如权利要求3所述的金属掩模套版，其特征在于，所述的第二样品孔围成的圆环是所述第二样品空间的内切圆，且各个小孔的两个侧边均延伸至第二样品空间的边缘。

6.如权利要求1所述的金属掩模套版，其特征在于，所述的第二欧姆接触电极图形掩模板，其板面上设有第三样品空间，第三样品空间的四个顶角上设有第三套版定位孔，第三样品空间内设有第三样品孔，所述的第三样品孔包括：设置在所述第三样品空间四角上的第三小孔、设置在第三样品空间中间的至少两个第四小孔，和/或设置在所述第三样品空间的四个边中央的第五小孔；第二欧姆接触电极图形掩模板的形状及第三样品空间形状、第三套版定位孔均与所述的掩模后挡板的形状及样品空间定位孔形状、套版定位孔匹配设置。

7.如权利要求1所述的金属掩模套版，其特征在于，所述的肖特基接触电极图形掩模板，其板面上设有第四样品空间，第四样品空间的四个顶角上设有第四套版定位孔，第四样品空间内设有第四样品孔，所述的第四样品孔是设置在第四样品空间中间的至少两个小孔；肖特基接触电极图形掩模板形状及第四样品空间形状、第四套版定位孔均与所述的掩模后挡板的形状及样品空间定位孔形状、套版定位孔匹配设置。

8.如权利要求1至7任一所述的金属掩模套版，其特征在于，所述的套版定位孔呈圆形。

9.如权利要求1至8所述的金属掩模套版的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)先将所述的绝缘层图形掩模板与掩模后挡板对准后，陶瓷胶固定，同时，将尺寸为1×1cm²的样品固定安装在所述的第一样品孔上；

2)把步骤1中固定好的金属掩模套版放入溅射台的样品架上，通过反应溅射的方法制备绝缘层薄膜；

3)把第二欧姆接触电极图形掩模板和掩模后挡板对准后，用导电银胶固定，同时，把尺寸为1×1cm²的样品固定在第三样品孔内；

4)把步骤3中固定好的金属掩模套版放入溅射台的样品架上，通过选择至少一个金属靶托来控制需要沉积的电极金属膜层，制作欧姆接触电极，实现各向同性材料的霍尔效应测试；

5)把肖特基接触电极图形掩模板和掩模后挡板对准后，用导电银胶固定，同时，把尺寸为1×1cm²的样品固定在第四样品孔内；

6)把步骤5中固定好的金属掩模套版放入溅射台的样品架上，通过选择金属靶材来控制需要沉积的电极金属膜层。

10.如权利要求9所述的金属掩模套版的使用方法，其特征在于，所述的步骤：

1)是把第一欧姆接触电极图形掩模板和掩模后挡板对准后，用导电银胶固定，同时，把尺寸为1×1cm²的样品固定在第二样品孔内；

2)是把步骤1)中固定好的金属掩模套版放入溅射台的样品架上，通过选择金属靶材来控制需要沉积的电极金属膜层，制作欧姆接触电极，实现各向异性材料的霍尔效应测试。

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