CN112038452A - 一种基于紫外光刻工艺的pedot:pss电极的快速图案化刻蚀方法 - Google Patents
一种基于紫外光刻工艺的pedot:pss电极的快速图案化刻蚀方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112038452A CN112038452A CN202010945709.4A CN202010945709A CN112038452A CN 112038452 A CN112038452 A CN 112038452A CN 202010945709 A CN202010945709 A CN 202010945709A CN 112038452 A CN112038452 A CN 112038452A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pedot
- pss
- etching
- patterning
- lithography process
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 78
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000059 patterning Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000233 ultraviolet lithography Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title abstract description 7
- LLLVZDVNHNWSDS-UHFFFAOYSA-N 4-methylidene-3,5-dioxabicyclo[5.2.2]undeca-1(9),7,10-triene-2,6-dione Chemical compound C1(C2=CC=C(C(=O)OC(=C)O1)C=C2)=O LLLVZDVNHNWSDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 5
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 title abstract description 5
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 title abstract description 5
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims abstract description 65
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 27
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 claims abstract description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 claims description 13
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 10
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000001459 lithography Methods 0.000 claims description 4
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 2
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 claims 7
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 claims 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000861 blow drying Methods 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 45
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 19
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 5
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- YOBAEOGBNPPUQV-UHFFFAOYSA-N iron;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Fe].[Fe] YOBAEOGBNPPUQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 1
- 238000000879 optical micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1884—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
- H01L31/1888—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO methods for etching transparent electrodes
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
一种基于紫外光刻工艺的PEDOT:PSS电极的快速图案化刻蚀方法，本发明涉及一种基于紫外光刻工艺的PEDOT:PSS电极的快速图案化刻蚀方法。本发明的目的是要解决现有的有机透明电极薄膜的图案化刻蚀工艺复杂、周期长、尺寸小的问题，本发明在清洗后的基底上旋涂光刻胶，烘干后得到光刻胶层；使用紫外光刻机曝光将光刻胶层图案化，烘干后获得带有预设图案光刻胶层的基底；在带有预设图案化光刻胶层的基底上旋涂法沉积PEDOT:PSS薄膜，浸泡在有机溶剂中，超声清洗，氮气吹干即完成。本发明刻蚀图案利用紫外曝光一次成型，整个刻蚀工艺流程周期短，成品快。本发明应用于有机薄膜电极加工刻蚀及应用研究领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于紫外光刻工艺的PEDOT:PSS电极的快速图案化刻蚀方法。
背景技术
近年来，随着全球资源日益紧张，新能源开发利用研究快速发展，太阳能技术作为清洁能源的重要来源受到了广泛关注，太阳能电池技术中的电极功函数的可调性研究是提高太阳能利用率的一个突破方向。另外当今科技发展中对器件微型化、柔性化、智能化的要求也越来越高。新型透明电极PEDOT:PSS薄膜作为一种掺杂型高分子聚合物，不同的成分配比可对应不同的电极功函数，在太阳能电池，可见光波段、红外、太赫兹波段电极技术中具有重要应用潜力。而只有图案化的电极的才能进行深层次、多功能应用的开发，对有机透明电极PEDOT:PSS薄膜的图案化刻蚀技术限制了其在透明电极领域的进一步应用发展。
直写技术在有机薄膜刻蚀工艺中发展比较早，激光烧蚀、电子束扫描刻蚀、离子束刻蚀等直写技术刻蚀方式直接但是存在刻蚀速度慢、周期长、刻蚀尺寸小、成本高、产能低等问题。
现存的刻蚀尺寸较大、实用性较强、应用较为广泛的PEDOT:PSS图案化技术是结合传统的掩模版光刻工艺与反应离子刻蚀工艺。首先在洁净基底上旋涂PEDOT:PSS溶液制作薄膜，然后通过光刻工艺实现光刻胶作为掩模版进行下一步的反应离子刻蚀(RIE)，将暴露在外层的PEDOT:PSS薄膜通过活性气体刻蚀反应带走。该方法可以实现较大尺寸精细图案的刻蚀，但是工艺复杂，反应离子刻蚀技术的气体流量、刻蚀时间的控制都需要较高的技术熟练度，对设备、操作人员都有较高的要求。
当前工艺较为成熟的光刻工艺还有电子束曝光技术，在洁净基底上旋涂电子束光刻胶后通过电子束曝光获得图案化的胶层，继续旋涂PEDOT:PSS薄膜干燥后使用有机溶剂浸泡获得图案化的PEDOT:PSS。当前技术中，电子束扫描曝光的方法需长时间进行单线条扫描曝光光刻胶，由于精度较高，扫描速度慢，曝光周期长且加工尺寸小，胶液浸泡获得图案化的薄膜，刻蚀周期也较长，因此还未探索出一种快速成品的刻蚀工艺。
当前刻蚀样品尺寸较大的还有纳米压印技术，该技术由于对模板要求高、图案受限于模板形状且也需结合反应离子刻蚀技术，所以成本较高、工艺复杂，难以工业化。
发明内容
本发明的目的是要解决现有的有机透明电极薄膜的图案化刻蚀工艺复杂、周期长、尺寸小的问题，提供一种基于紫外光刻工艺的PEDOT:PSS电极的快速图案化刻蚀方法。
本发明一种基于紫外光刻工艺的PEDOT:PSS电极的快速图案化刻蚀方法是按以下步骤完成的：
一、在清洗后的基底上旋涂光刻胶，烘干后得到光刻胶层；旋涂时匀胶机转速在1000rpm-2000rpm之间，旋涂时间为20s-40s；二、使用紫外光刻机曝光将光刻胶层图案化，烘干后获得带有预设图案光刻胶层的基底；三、在带有预设图案化光刻胶层的基底上旋涂法沉积PEDOT:PSS薄膜，然后浸泡在有机溶剂中，进行超声清洗，氮气吹干即获得图案化的PEDOT:PSS透明电极薄膜；其中旋涂法沉积PEDOT:PSS薄膜时旋涂是在6000rpm-8000rpm转速下旋涂30s-60s。
本发明的优点：(1)本发明提供的方法采用传统紫外光刻工艺技术，技术成熟，成本低，刻蚀精度依赖掩模版精度，可达百纳米量级。
(2)本发明旋涂光刻胶采用低转速、旋涂PEDOT:PSS采用高转速，所获得的光刻胶层厚度远大于PEDOT:PSS膜层厚度，减小了剥离的难度，解决了上层PEDOT:PSS膜剥离过程中存在的粘连情况。
(3)本发明刻蚀图案需要使用掩模版，刻蚀尺寸大、可批量刻蚀、利于工业应用。
(4)本发明刻蚀图案利用紫外曝光一次成型，刻蚀过程时间短。PEDOT:PSS薄膜沉积后进行有机溶剂浸泡去胶，只需浸泡几分钟，超声数秒，对膜损伤小，解决了剥离过程中存在的过度脱落的问题。刻蚀时间相对其他刻蚀技术大大缩短，整个刻蚀工艺流程周期短，成品快。
(5)相对于传统的旋涂法获得PEDOT:PSS薄膜步骤，本发明将旋涂PEDOT:PSS薄膜后的加热烘干方法步骤省略，所获得的旋涂完的PEDOT:PSS薄膜大分子间缠结较少，在有机溶剂溶解底层光刻胶后，上层的PEDOT:PSS薄膜由于失去了底层的支撑，也被分解了。而底层没有光刻胶的PEDOT:PSS部分依旧粘附在基底上，从而获得了图案化的PEDOT:PSS电极薄膜。传统步骤中旋涂完PEDOT:PSS后立即进行长时间的加热烘干，会使整个膜层缠结紧致，当本应去除的电极部分下层的光刻胶溶解后，PEDOT:PSS层互相牵扯，留在了基底上，重新粘附在图案电极附近，会导致残留大量多余的PEDOT:PSS膜，破坏电极结构，造成短路等问题。
(6)图案化PEDOT:PSS透明电极可以作为传统金属电极的有力替代品，可从根本上解决传统ITO对基底的腐蚀问题，实现大规模工业应用，同时可以推动图案化有机透明电极的深层次、多功能开发应用。
附图说明
图1、本发明中图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的流程示意图；其中1为光刻胶；2为基底；3为紫外光；4为掩模版；5为PEDOT:PSS层；
图2、本发明实施例1中台阶仪测量硅基底上低转速获得光刻胶厚度图；
图3、本发明实施例1中硅基底上图案化刻蚀PEDOT:PSS线条光学显微图片，线条尺寸为50μm；
图4、本发明实施例2中台阶仪测量石英基底上低转速获得光刻胶厚度图；
图5、本发明实施例2中石英基底上图案化刻蚀PEDOT:PSS线条光学显微图片，线条尺寸为10μm；
图6、对比实施例中台阶仪测量石英基底上低转速获得光刻胶厚度图；
图7、对比实施例中石英基底上图案化刻蚀PEDOT:PSS线条光学显微图片。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种基于紫外光刻工艺的PEDOT:PSS电极的快速图案化刻蚀方法是按以下步骤完成的：
一、在清洗后的基底上旋涂光刻胶，烘干后得到光刻胶层；旋涂时匀胶机转速在1000rpm-2000rpm之间，旋涂时间为20s-40s；二、使用紫外光刻机曝光将光刻胶层图案化，烘干后获得带有预设图案光刻胶层的基底；三、在带有预设图案化光刻胶层的基底上旋涂法沉积PEDOT:PSS薄膜，然后浸泡在有机溶剂中，进行超声清洗，氮气吹干即获得图案化的PEDOT:PSS透明电极薄膜；其中旋涂法沉积PEDOT:PSS薄膜时旋涂是在6000rpm-8000rpm转速下旋涂30s-60s。
本实施方式的优点：(1)本实施方式提供的方法采用传统紫外光刻工艺技术，技术成熟，成本低，刻蚀精度依赖掩模版精度，可达百纳米量级。
(2)本实施方式旋涂光刻胶采用低转速、旋涂PEDOT:PSS采用高转速，所获得的光刻胶层厚度远大于PEDOT:PSS膜层厚度，减小了剥离的难度，解决了上层PEDOT:PSS膜剥离过程中存在的粘连情况。
(3)本实施方式刻蚀图案需要使用掩模版，刻蚀尺寸大、可批量刻蚀、利于工业应用。
(4)本实施方式刻蚀图案利用紫外曝光一次成型，刻蚀过程时间短。PEDOT:PSS薄膜沉积后进行有机溶剂浸泡去胶，只需浸泡几分钟，超声数秒，对膜损伤小，解决了剥离过程中存在的过度脱落的问题。刻蚀时间相对其他刻蚀技术大大缩短，整个刻蚀工艺流程周期短，成品快。
(5)相对于传统的旋涂法获得PEDOT:PSS薄膜步骤，本实施方式将旋涂PEDOT:PSS薄膜后的加热烘干方法步骤省略，所获得的旋涂完的PEDOT:PSS薄膜大分子间缠结较少，在有机溶剂溶解底层光刻胶后，上层的PEDOT:PSS薄膜由于失去了底层的支撑，也被分解了。而底层没有光刻胶的PEDOT:PSS部分依旧粘附在基底上，从而获得了图案化的PEDOT:PSS电极薄膜。传统步骤中旋涂完PEDOT:PSS后立即进行长时间的加热烘干，会使整个膜层缠结紧致，当本应去除的电极部分下层的光刻胶溶解后，PEDOT:PSS层互相牵扯，留在了基底上，重新粘附在图案电极附近，会导致残留大量多余的PEDOT:PSS膜，破坏电极结构，造成短路等问题。
(6)图案化PEDOT:PSS透明电极可以作为传统金属电极的有力替代品，可从根本上解决传统ITO对基底的腐蚀问题，实现大规模工业应用，同时可以推动图案化有机透明电极的深层次、多功能开发应用。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中清洗的方法为：按先后顺序在去离子水、丙酮、异丙醇中超声振荡清洗10min，氮气吹干备用。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：光刻胶为Liftoff光刻胶。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中的烘干的方法为：热台105℃加热90s。其他与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一中重复旋涂、烘干操作1-3次。其他与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤二中烘干的方法为：热台110℃加热90s。其他与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：超声的功率为144W。其他与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：超声时间为3s-20s。其他与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：有机溶液为丙酮、乙醇、或氮甲基吡咯烷酮。其他与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：浸泡在有机溶剂中1min-60min。其他与具体实施方式一至九之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是：基底为硅片基底或石英基底。其他与具体实施方式一至十之一相同。
为验证本发明的有益效果进行了以下实验：
实施例1
一种基于紫外光刻工艺的PEDOT:PSS电极的快速图案化刻蚀方法是按以下步骤完成的：
一、清洗高阻硅片基底，按先后顺序在去离子水、丙酮、异丙醇中超声振荡清洗10min，氮气吹干备用；
二、黄光室中旋涂光刻胶，取用的是lift off型负胶，转速1000rpm，旋涂时间30s，热台105℃烘干90s，重复旋涂烘干三次；
掩模版图形最小线宽为30微米，紫外光刻机曝光2s，热台110℃烘干90s，通用显影液显影60s，氮气吹干备用，台阶仪测试厚度如图2；其中横坐标代表探针在光刻胶层上的位置(单位是μm)，纵坐标表示光刻胶层的高度(以探针初始位置高度为0计算，单位是nm)，图2说明了以多次旋涂光刻胶制作厚胶的方法获得了接近5μm的胶层厚度。
三、旋涂PEDOT:PSS有机溶液，8000rpm，持续40s；然后放入丙酮溶液中浸泡5min，144W超声振荡10s，获得图案化的PEDOT:PSS透明电极，刻蚀结果如图3。图3暗黄色部分为硅基底在显微镜下的颜色，深蓝色及铁红色部分为图案化的PEDOT:PSS电极(不同颜色是由于旋涂时基地不同部位旋转线速度不同，薄膜厚度有细微差别)，图3中颜色对比鲜明，电极线条与线条之间完全分离，界限分明，说明刻蚀结果良好。图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的流程图如图1所示。
实施例2
一种基于紫外光刻工艺的PEDOT:PSS电极的快速图案化刻蚀方法是按以下步骤完成的：
一、清洗石英基底，按先后顺序在去离子水、丙酮、异丙醇中超声振荡清洗10min，氮气吹干备用；
二、黄光室中旋涂光刻胶，取用的是lift off型负胶，转速1000rpm，旋涂时间30s，热台105℃烘干90s，3次涂胶，重复旋涂烘干三次；
三、掩模版图形最小线宽为5微米，紫外光刻机曝光2s，热台110℃烘干90s，通用显影液显影60s，氮气吹干备用，台阶仪测试厚度如图4；其中横坐标代表探针在光刻胶层上的位置(单位是μm)，纵坐标表示光刻胶层的高度(以探针初始位置高度为0计算，单位是nm)，说明了以多次旋涂光刻胶制作厚胶的方法获得了超过5μm的胶层厚度。
四、旋涂PEDOT:PSS有机溶液，8000rpm，持续40s，然后放入丙酮溶液中浸泡5min，144W超声振荡10s，获得图案化的PEDOT:PSS透明电极，刻蚀结果如图5。由图5可知，底色灰色部分为石英片，直角U型结构为图案化的PEDOT:PSS，结构的最小尺寸为10μm，图片中结构形状轮廓分明，边界明显，表明此刻蚀方法可以稳定实现数微米量级的PEDOT:PSS电极微结构的刻蚀。
实施例3
未经改良的基于紫外光刻工艺的PEDOT:PSS电极的图案化刻蚀方法是按以下步骤完成的：
一、清洗高阻硅片基底，按先后顺序在去离子水、丙酮、异丙醇中超声振荡清洗10min，氮气吹干备用；
二、黄光室中旋涂光刻胶，取用的是lift off型负胶，转速4000rpm，旋涂时间30s，热台105℃烘干90s；
掩模版图形最小线宽为30微米，紫外光刻机曝光2s，热台110℃烘干90s，通用显影液显影60s，氮气吹干备用，台阶仪测试厚度如图6；图6横坐标代表探针在光刻胶层上的位置，纵坐标表示光刻胶层的高度(以探针初始位置高度为0计算)，图6说明了一次旋涂光刻胶可以获得2μm厚度的光刻胶层。
三、旋涂PEDOT:PSS有机溶液，4000rpm，持续40s，热台90℃烘干10min，使PEDOT:PSS的水溶剂蒸干；然后放入丙酮溶液中浸泡24h，超声振荡10s，获得图案化的PEDOT:PSS透明电极，刻蚀结果如图7。
由图7可知，深色部分及与之相连的线条部分为预计刻蚀好的PEDOT:PSS电极(图7左侧)，但是硅基底上其他多余的本应除去的PEDOT:PSS部分只出现了裂纹(图7右侧)，没有被剥离。此时整个基底表面都是导电的，没有实现刻蚀的目的。与实施例1、2相比较可知，经过工艺改良的对PEDOT:PSS薄膜的刻蚀方法可以获得良好的刻蚀结果，而传统未经改良的光刻工艺无法实现刻蚀。
Claims (10)
1.一种基于紫外光刻工艺的PEDOT:PSS电极的快速图案化刻蚀方法，其特征在于它是按以下步骤完成的：一、在清洗后的基底上旋涂光刻胶，烘干后得到光刻胶层；旋涂时匀胶机转速在1000rpm-2000rpm之间，旋涂时间为20s-40s；二、使用紫外光刻机曝光将光刻胶层图案化，烘干后获得带有预设图案光刻胶层的基底；三、在带有预设图案化光刻胶层的基底上旋涂法沉积PEDOT:PSS薄膜，然后浸泡在有机溶剂中，进行超声清洗，氮气吹干即获得图案化的PEDOT:PSS透明电极薄膜；其中旋涂法沉积PEDOT:PSS薄膜时旋涂是在6000rpm-8000rpm转速下旋涂30s-60s。
2.根据权利要求1所述的一种基于紫外光刻工艺的PEDOT:PSS电极的快速图案化刻蚀方法，其特征在于步骤一中清洗的方法为：按先后顺序在去离子水、丙酮、异丙醇中超声振荡清洗10min，氮气吹干备用。
3.根据权利要求1所述的一种基于紫外光刻工艺的PEDOT:PSS电极的快速图案化刻蚀方法，其特征在于光刻胶为Lift off光刻胶。
4.根据权利要求1所述的一种基于紫外光刻工艺的PEDOT:PSS电极的快速图案化刻蚀方法，其特征在于步骤一中的烘干的方法为：热台105℃加热90s。
5.根据权利要求1所述的一种基于紫外光刻工艺的PEDOT:PSS电极的快速图案化刻蚀方法，其特征在于步骤一中重复旋涂、烘干操作1-3次。
6.根据权利要求1所述的一种基于紫外光刻工艺的PEDOT:PSS电极的快速图案化刻蚀方法，其特征在于步骤二中烘干的方法为：热台110℃加热90s。
7.根据权利要求1所述的一种基于紫外光刻工艺的PEDOT:PSS电极的快速图案化刻蚀方法，其特征在于超声的功率为144W。
8.根据权利要求1所述的一种基于紫外光刻工艺的PEDOT:PSS电极的快速图案化刻蚀方法，其特征在于超声时间为3s-20s。
9.根据权利要求1所述的一种基于紫外光刻工艺的PEDOT:PSS电极的快速图案化刻蚀方法，其特征在于有机溶剂为丙酮、乙醇、或氮甲基吡咯烷酮。
10.根据权利要求1所述的一种基于紫外光刻工艺的PEDOT:PSS电极的快速图案化刻蚀方法，其特征在于浸泡在有机溶剂中1min-60min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010945709.4A CN112038452B (zh) | 2020-09-10 | 2020-09-10 | 一种基于紫外光刻工艺的pedot:pss电极的快速图案化刻蚀方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010945709.4A CN112038452B (zh) | 2020-09-10 | 2020-09-10 | 一种基于紫外光刻工艺的pedot:pss电极的快速图案化刻蚀方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112038452A true CN112038452A (zh) | 2020-12-04 |
| CN112038452B CN112038452B (zh) | 2023-03-03 |
Family
ID=73584659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010945709.4A Active CN112038452B (zh) | 2020-09-10 | 2020-09-10 | 一种基于紫外光刻工艺的pedot:pss电极的快速图案化刻蚀方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112038452B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113054058A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-06-29 | 哈尔滨工业大学 | 一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀pedot:pss透明电极的紫外光刻方法 |
| WO2022269851A1 (ja) * | 2021-06-24 | 2022-12-29 | シャープディスプレイテクノロジー株式会社 | 表示装置、表示装置の製造方法、および水溶液 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120204931A1 (en) * | 2009-10-29 | 2012-08-16 | Takahiro Seike | Method for manufacturing organic thin film solar cell module |
| CN102653454A (zh) * | 2011-08-12 | 2012-09-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种图案化石墨烯薄膜的制备方法 |
| KR20150026186A (ko) * | 2013-09-02 | 2015-03-11 | 주식회사한국큐텍 | 광출력 효율을 향상시키기 위한 엘이디용 웨이퍼 및 피에스에스 공정을 위한 마스킹 판 |
| CN104698742A (zh) * | 2013-12-10 | 2015-06-10 | 上海微电子装备有限公司 | 纳米pss结构制造方法 |
| CN106299123A (zh) * | 2016-10-11 | 2017-01-04 | 北京科技大学 | 一种图案化有机电极pedot:pss的方法 |
| CN109374713A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-02-22 | 天津大学 | 汗液监测传感系统、贴片及其制备方法 |
-
2020
- 2020-09-10 CN CN202010945709.4A patent/CN112038452B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120204931A1 (en) * | 2009-10-29 | 2012-08-16 | Takahiro Seike | Method for manufacturing organic thin film solar cell module |
| CN102653454A (zh) * | 2011-08-12 | 2012-09-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种图案化石墨烯薄膜的制备方法 |
| KR20150026186A (ko) * | 2013-09-02 | 2015-03-11 | 주식회사한국큐텍 | 광출력 효율을 향상시키기 위한 엘이디용 웨이퍼 및 피에스에스 공정을 위한 마스킹 판 |
| CN104698742A (zh) * | 2013-12-10 | 2015-06-10 | 上海微电子装备有限公司 | 纳米pss结构制造方法 |
| CN106299123A (zh) * | 2016-10-11 | 2017-01-04 | 北京科技大学 | 一种图案化有机电极pedot:pss的方法 |
| CN109374713A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-02-22 | 天津大学 | 汗液监测传感系统、贴片及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DONG-SEOK LEEM 等: "Micron-scale patterning of high conductivity poly(3,4-ethylendioxythiophene):poly(styrenesulfonate) for organic field-effect transistors", 《ORGANIC ELECTRONICS》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113054058A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-06-29 | 哈尔滨工业大学 | 一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀pedot:pss透明电极的紫外光刻方法 |
| CN113054058B (zh) * | 2021-03-16 | 2023-07-25 | 哈尔滨工业大学 | 一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀pedot:pss透明电极的紫外光刻方法 |
| WO2022269851A1 (ja) * | 2021-06-24 | 2022-12-29 | シャープディスプレイテクノロジー株式会社 | 表示装置、表示装置の製造方法、および水溶液 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112038452B (zh) | 2023-03-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112038452B (zh) | 一种基于紫外光刻工艺的pedot:pss电极的快速图案化刻蚀方法 | |
| US9445504B2 (en) | Methods of manufacturing metal wiring buried flexible substrate and flexible substrates manufactured by the same | |
| CN109801739A (zh) | 一种高精度图案化可拉伸电极及其制备方法 | |
| WO2021083080A1 (zh) | 一种超高深宽比的硅纳米针阵列的制备方法 | |
| TWI803344B (zh) | 一種基於雙層光阻的微影方法 | |
| CN109616541A (zh) | 过渡金属硫族化合物横向同质结太阳能电池及其制备方法 | |
| CN111522208A (zh) | 使用正胶做掩膜进行金属薄膜剥离的方法 | |
| JP2005507148A (ja) | 導電性重合体のパターニング方法 | |
| KR101064900B1 (ko) | 패턴 형성방법 | |
| CN111686828B (zh) | 电浸润微流控背板及其制备方法 | |
| CN110534641A (zh) | 一种基于弹性聚合物作为活性层的可拉伸忆阻器及其制备方法与应用 | |
| CN110911273B (zh) | 一种大面积图案化石墨烯的制备方法 | |
| CN113054058A (zh) | 一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀pedot:pss透明电极的紫外光刻方法 | |
| CN113744929B (zh) | 一种银纳米线柔性导电透明薄膜的制备方法 | |
| CN106299123B (zh) | 一种图案化有机电极pedot:pss的方法 | |
| CN101067719A (zh) | 一种构筑亚10纳米间隙及其阵列的方法 | |
| CN115148890A (zh) | 一种基于金属掩膜的铌铝约瑟夫森结的制备方法 | |
| CN113013022B (zh) | 一种可图形化的超薄硬化光刻胶介电薄膜 | |
| CN114300342A (zh) | 一种源漏电极的光刻方法、薄膜晶体管的制备方法 | |
| CN218383659U (zh) | 一种制作精细线条图案的基板 | |
| CN115857287B (zh) | 一种石墨烯微结构的制备方法 | |
| CN111994867A (zh) | 一种基于悬空掩模和生长薄膜法制备大面积可控纳米沟道的方法 | |
| CN108878254B (zh) | 半导体器件及光刻胶图案的清洗方法 | |
| CN106784043A (zh) | 一种常温常压下快速制备光电器件电极的方法 | |
| CN117790635A (zh) | 一种基于光栅结构的PZT/MoS2异质结光电探测器的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |