CN114182202B - 电子器件金属图形的微加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子器件金属图形的微加工方法，包括：在作为基底的电子器件表面涂覆具有第一窗口的第一牺牲层；将可重复使用的掩模覆盖在第一牺牲层上，并使掩模上开设的第二窗口与第一窗口对应设置；在掩模上涂覆具有第三窗口的第二牺牲层，并使第三窗口与第二窗口对应设置；在第二牺牲层上沉积金属，并使部分的金属依次经过第三窗口、第二窗口和第一窗口沉积到基底表面形成金属图形；向第一窗口内注入第一溶剂，并以第一溶剂将第一牺牲层溶解去除，从而将所述掩模与基底分离。本实施例的微加工方法简单易操作，无需昂贵设备，成本低廉、绿色环保，具有广阔应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子器件的制备方法，具体涉及一种电子器件金属图形的微加工方法。
背景技术
在各类电子器件的制备工艺中，通常需要采用磁控溅射、金属蒸镀等工艺制作其电极，此类电极一般是具有特定的图形结构。目前主要是通过剥离技术，即使用光刻形成电极图案，再进行金属沉积，之后通过剥离等操作去除光刻胶而得到金属图形。这种方式一般需要形成光刻胶倒角。有研究人员提出了在电子器件形成多层光刻胶并进行多次光刻，然后进行金属沉积的技术，其可以控制倒角结构深度，使金属更易于剥离。但这种方式操作繁杂，需要重复进行光刻胶涂覆、光刻等操作，成本高且会产生大量废液，不利于环保。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电子器件金属图形的微加工方法，以解决现有技术中存在的问题。
为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：
一种电子器件金属图形的微加工方法，其包括如下步骤：
S1、在作为基底的电子器件表面涂覆第一牺牲层，并在所述第一牺牲层上开设第一窗口：
S2、将可重复使用的掩模覆盖在第一牺牲层上，并使所述掩模上开设的第二窗口与第一窗口对应设置，所述第二窗口包括沿远离基底方向依次设置的第一空腔和第二空腔，所述第一空腔和第二空腔同轴设置且相互连通，所述第一空腔的直径大于第二空腔的直径；
S3、在所述掩模上涂覆第二牺牲层，并在所述第二牺牲层上开设第三窗口，所述第三窗口与第二窗口对应设置；
S4、在所述第二牺牲层上沉积金属，并使部分的金属依次经过第三窗口、第二窗口和第一窗口沉积到基底表面形成金属图形；
S5、自所述第三窗口及第二窗口向第一窗口内注入第一溶剂，并以第一溶剂将第一牺牲层溶解去除，从而将所述掩模与基底分离。
与现有技术相比，本发明提供的一种电子器件金属图形的微加工方法简单易操作，其中采用的掩模可以重复利用，可以有效节约成本，并且通过采用水性粘接剂等作为牺牲层材料，通过水即可将其溶解去除，且产生的废液只需通过蒸发浓缩等操作即可重复利用，无需外排，有利于环保。
附图说明
图1是本发明一典型实施例中一种电子器件金属图形的微加工方法的工艺原理图。
具体实施方式
以下结合若干实施例及附图对本发明的技术方案进行更详尽的说明。
本发明的一个典型实施例提供的一种电子器件金属图形的微加工方法包括如下步骤：
S1、在作为基底的电子器件表面涂覆第一牺牲层，并在所述第一牺牲层上开设第一窗口。其中，所述电子器件可以是光电探测器、HEMT、光伏器件等，特别是外延结构。
S2、将可重复使用的掩模覆盖在第一牺牲层上，并使所述掩模上开设的第二窗口与第一窗口对应设置，所述第二窗口包括沿远离基底方向依次设置的第一空腔和第二空腔，所述第一空腔和第二空腔同轴设置且相互连通，所述第一空腔的直径大于第二空腔的直径；
S3、在所述掩模上涂覆第二牺牲层，并在所述第二牺牲层上开设第三窗口，所述第三窗口与第二窗口对应设置；
S4、使用电子束蒸发、溅射等工艺在所述第二牺牲层上沉积金属，并使部分的金属依次经过第三窗口、第二窗口和第一窗口沉积到基底表面形成金属图形；
S5、自所述第三窗口及第二窗口向第一窗口内注入第一溶剂，并以第一溶剂将第一牺牲层溶解去除，从而将所述掩模与基底分离；
S6、将第二牺牲层及沉积在第二牺牲层上的金属从所述掩模上剥离，并对所述掩模进行清洁处理后再次使用。
在本实施例中，步骤S2中所述第一牺牲层由粘接剂形成，所述粘接剂能够溶解于第一溶剂中。较为优选的，所述粘接剂为水溶性粘接剂，例如明胶、阿拉伯胶或聚乙烯吡咯烷酮等，所述第一溶剂为热的去离子水，其温度可以在60～100℃。通过采用水溶性粘接剂形成第一牺牲层，一方面可以使掩模能更好的固定在基底表面防止其偏移，另一方面还使之容易被彻底去除。
在本实施例中，对于第一窗口的加工精度并无特殊要求，一般只需使第一窗口的直径大于或等于所述第一空腔的直径即可。
在本实施例中，所述掩模可以是无机材质、有机材质或其复合材质的，例如其材质可以选自金属、玻璃、陶瓷或聚合物。较为优选的，可以采用金属、玻璃、陶瓷等无机材料来形成所述掩模，使之更为耐用，且在重复使用时不会变形。
在本实施例中，对于第二窗口的加工精度并无特殊要求，一般只需使第二窗口的直径大于或等于所述金属图形的直径即可。
在本实施例中，所述第一空腔的高度优选大于所述金属图形的厚度，并且所述第一牺牲层与金属图形无直接接触，使得在步骤S5中，第一溶剂可以通过第一牺牲层与金属图形之间的间隙更顺利的与第一牺牲层充分接触，提高第一牺牲层的去除效率。
在本实施例中，可以使所述第三窗口于第二牺牲层表面的开口在所述基底上的正投影与所述第二窗口于所述掩模表面的开口在所述基底上的正投影完全重合。
较为优选的，所述第三窗口于第二牺牲层表面的开口在所述基底上的正投影的面积小于所述第二窗口于所述掩模表面的开口在所述基底上的正投影的面积，且所述第三窗口于第二牺牲层表面的开口形状与所述金属图形对应。如此可以更好的杜绝沉积的金属与掩模直接接触。该种情况下，第二窗口的直径可以大于所述金属图形的直径。因此还可降低对于掩模的加工精度要求。
其中，可以使所述第一窗口、第三窗口的侧壁均垂直于所述基底表面。
在本实施例中，所述第二牺牲层也可以采用粘接剂或者其它有机、无机材料形成。例如可以采用易于被湿法腐蚀液或干法刻蚀试剂去除的各类材料或者易于被有机溶剂、水等溶解去除的各类材料形成。但较为优选的，所述第二牺牲层为光刻胶层，所述第三窗口是通过光刻工艺在第二牺牲层中形成，如此可以精确控制第三窗口的尺寸和形状，使之与金属图形匹配。
进一步的，在本实施例中，通过采用前述水性粘接剂等形成第一牺牲层，在步骤S5结束后可以获得水性粘接剂的溶液，通过对其浓缩等操作，可以将之重复应用于形成第一牺牲层，实现资源的重复利用，降低废水排放。
进一步的，在本实施例中，若采用光刻胶形成所述第二牺牲层，则在步骤S6中可以通过曝光、显影等方式去除第二牺牲层，这些操作是本领域常见的，此处不再赘述。
本实施例的微加工方法简单易操作，无需昂贵设备，成本低廉、绿色环保，具有广阔应用前景。
最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种电子器件金属图形的微加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在作为基底的电子器件表面涂覆水溶性粘接剂以形成第一牺牲层，并在所述第一牺牲层上开设第一窗口；
S2、将可重复使用的掩模覆盖在第一牺牲层上，并使所述掩模上开设的第二窗口与第一窗口对应设置，所述第二窗口包括沿远离基底方向依次设置的第一空腔和第二空腔，所述第一空腔和第二空腔同轴设置且相互连通，所述第一空腔的直径大于第二空腔的直径但小于或等于第一窗口的直径，所述第一空腔的高度大于所述金属图形的厚度，并且所述第一牺牲层与所述金属图形无直接接触，所述第二窗口的直径大于所述金属图形的直径；
S3、在所述掩模上涂覆第二牺牲层，所述第二牺牲层为光刻胶层，并通过光刻工艺在所述第二牺牲层上开设第三窗口，所述第三窗口与第二窗口对应设置，所述第三窗口于第二牺牲层表面的开口在所述基底上的正投影的面积小于所述第二窗口于所述掩模表面的开口在所述基底上的正投影的面积，且所述第三窗口于第二牺牲层表面的开口形状与所述金属图形对应；
S4、在所述第二牺牲层上沉积金属，并使部分的金属依次经过第三窗口、第二窗口和第一窗口沉积到基底表面形成所述金属图形；
S5、自所述第三窗口及第二窗口向第一窗口内注入第一溶剂，并以第一溶剂将第一牺牲层溶解去除，从而将所述掩模与基底分离，所述第一溶剂为热的去离子水；
S6、将第二牺牲层及沉积在第二牺牲层上的金属从所述掩模上剥离，并对所述掩模进行清洁处理后再次使用；
以及，在步骤S5结束后，将获得的水性粘接剂的溶液进行浓缩后再重复应用于形成第一牺牲层；
其中，所述第一窗口、第三窗口的侧壁均垂直于所述基底表面。
2.根据权利要求1所述的微加工方法，其特征在于，所述水溶性粘接剂选自明胶、阿拉伯胶或聚乙烯吡咯烷酮。
3.根据权利要求1所述的微加工方法，其特征在于，所述掩模的材质选自金属、玻璃、陶瓷或聚合物。
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