CN116313762A - 一种金属电极的转移方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种金属电极的转移方法,该方法包括:在聚二甲基硅氧烷薄膜上沉积金属电极,利用柔性黏附层将聚二甲基硅氧烷薄膜上的金属电极粘起并贴合至目标衬底上,去除柔性黏附层,即可完成金属电极的转移。由于聚二甲基硅氧烷薄膜的表面能低、粘附性弱,因此金属电极可以完全被柔性黏附层粘附,不会在聚二甲基硅氧烷薄膜上残留,保证了金属电极转移的完整性,提高了良率,同时由于聚二甲基硅氧烷材料价格低,因此降低了转移成本,从而实现同时兼顾高良率和低转移成本。

Description

一种金属电极的转移方法
技术领域
本发明涉及半导体结构制备技术领域,特别涉及一种金属电极的转移方法。
背景技术
随着半导体技术的不断发展,集成电路的集成度不断提高,器件尺寸不断微缩。当前,微电子器件中的电学连接(金属互联)通常是在目标材料上直接沉积金属电极实现的,例如通过电子束蒸发沉积工艺或磁控溅射沉积工艺。但由于有些材料化学性质比较敏感,这些沉积工艺中包含的高能过程容易损坏材料表面和内部,导致缺陷、金属扩散、层断裂或应变效应等,降低器件性能。因此,学界提出将沉积在它处的金属薄膜在低温、常压下利用转移法构筑在目标材料上,以此避免对目标材料的伤害。
虽然现在已经有一些初步的转移方法,但是这些转移方法存在良率低或转移成本较高的问题,无法同时兼顾高良率和低转移成本,因此难以被推广使用。
发明内容
本发明提供一种金属电极的转移方法,以同时兼顾高良率和低转移成本。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种金属电极的转移方法,包括:
提供第一衬底,在所述第一衬底上依次形成第一薄膜和金属电极,所述第一薄膜为聚二甲基硅氧烷薄膜;
提供第二衬底,在所述第二衬底上形成柔性黏附层;
将所述柔性黏附层从所述第二衬底上剥离,并将所述柔性黏附层贴合在所述第一薄膜放置所述金属电极的一侧,使所述柔性黏附层覆盖所述金属电极;
提供目标衬底,将所述柔性黏附层连带所述金属电极整体从所述第一薄膜上剥离,并将所述金属电极一侧贴合至所述目标衬底上,使所述金属电极与所述目标衬底形成范德华接触;
去除所述柔性黏附层,完成所述金属电极的转移。
可选的,所述第一薄膜的形成过程包括:
配制聚二甲基硅氧烷溶液;
将所述聚二甲基硅氧烷溶液涂覆在所述第一衬底上;
在第一预设温度下加热一段时间,使涂覆在所述第一衬底上的所述聚二甲基硅氧烷溶液固化,形成聚二甲基硅氧烷薄膜,作为所述第一薄膜。
可选的,在形成所述第一薄膜后,且在形成所述金属电极之前,该方法还包括:
将所述第一薄膜从所述第一衬底上撕下,并将所述第一薄膜原来背离所述第一衬底的表面贴合在所述第一衬底上。
可选的,所述金属电极的形成过程包括:
采用电子束蒸发沉积工艺或磁控溅射沉积工艺,在所述第一薄膜背离所述第一衬底一侧沉积所述金属电极。
可选的,在去除所述柔性粘附层,完成所述金属电极的转移之后,该方法还包括:
在所述金属电极背离所述目标衬底一侧涂覆光刻胶;
利用紫外光束对所述光刻胶进行曝光、显影,使所述光刻胶具有预设图形;
以具有预设图形的所述光刻胶为掩膜版,对所述金属电极进行刻蚀,使所述金属电极具有预设图形;
去除所述光刻胶。
可选的,所述金属电极的形成过程包括:
利用具有预设图形的掩膜版,沉积所述金属电极,使所述金属电极具有预设图形。
可选的,所述柔性黏附层为聚碳酸丙烯酯薄膜或聚乙烯醇薄膜,所述柔性黏附层的形成过程包括:
配制聚碳酸丙烯酯溶液或聚乙烯醇溶液;
将所述聚碳酸丙烯酯溶液或所述聚乙烯醇溶液涂覆在所述第二衬底上;
在第二预设温度下加热一段时间,使涂覆在所述第二衬底上的所述聚碳酸丙烯酯溶液或所述聚乙烯醇溶液固化,形成聚碳酸丙烯酯薄膜或聚乙烯醇薄膜,作为所述柔性黏附层。
可选的,将所述柔性黏附层贴合在所述第一薄膜放置所述金属电极的一侧,使所述柔性黏附层覆盖所述金属电极包括:
在所述金属电极和所述第一薄膜背离所述第一衬底一侧涂覆乙醇和/或水;
将所述柔性黏附层贴合在所述金属电极和所述第一薄膜涂覆有乙醇和/或水的一侧,并在室温下静置一段时间,以利用乙醇或水的表面张力,使得所述柔性黏附层与所述第一薄膜紧密贴合,夹紧所述金属电极;
在第三预设温度下加热一段时间,使所述柔性黏附层软化,从而使所述柔性黏附层和所述金属电极粘附在一起。
可选的,将所述金属电极一侧贴合至所述目标衬底上,使所述金属电极与所述目标衬底形成范德华接触包括:
在所述目标衬底上涂覆乙醇和/或水;
将所述金属电极一侧贴合至所述目标衬底涂覆有乙醇和/或水的一侧,并在室温下静置一段时间,以利用乙醇或水的表面张力,使所述金属电极与所述目标衬底形成范德华接触;
在第四预设温度下加热一段时间,使所述柔性黏附层软化,从而使所述柔性黏附层和所述目标衬底粘附在一起,进而使所述金属电极与所述目标衬底贴合更紧密。
可选的,所述柔性黏附层为聚碳酸丙烯酯薄膜,去除所述柔性粘附层包括:
将贴合有所述金属电极连带所述柔性粘附层的所述目标衬底置于苯甲醚溶液中浸泡一段时间,从而去除所述柔性粘附层。
与现有技术相比,上述技术方案具有以下优点:
本申请实施例提供了一种金属电极的转移方法,首先在第一衬底上依次形成第一薄膜(聚二甲基硅氧烷薄膜)和金属电极,即金属电极直接沉积在聚二甲基硅氧烷薄膜上,并在第二衬底上形成柔性黏附层,然后将柔性黏附层从第二衬底上剥离,并将柔性黏附层贴合在聚二甲基硅氧烷薄膜放置金属电极的一侧,使柔性黏附层覆盖金属电极,将柔性黏附层连带金属电极整体从聚二甲基硅氧烷薄膜上剥离,再贴合到目标衬底上,最后去除柔性黏附层,即可完成金属电极的转移。在此过程中,由于聚二甲基硅氧烷薄膜的表面能低、粘附性弱的特性,使得金属电极可以完全被柔性黏附层粘附,不会在聚二甲基硅氧烷薄膜上残留,保证了金属电极转移的完整性,提高了良率,同时,由于聚二甲基硅氧烷材料价格低,因此也降低了转移成本,从而实现同时兼顾高良率和低转移成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种金属电极的转移方法的流程示意图;
图2(a)-图2(e)为本申请实施例所提供的一种金属电极的转移方法中,各步骤对应的结构示意图;
图3(a)-图3(b)为本申请实施例所提供的另一种金属电极的转移方法中,各步骤对应的结构示意图;
图4(a)-图4(b)为本申请实施例所提供的又一种金属电极的转移方法中,各步骤对应的结构示意图;
图5为利用本申请实施例所提供的一种金属电极的转移方法中,直接在聚二甲基硅氧烷薄膜上沉积的金电极和转移到硅片上的金电极的电流电压曲线的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请,但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
其次,本申请结合示意图进行详细描述,在详述本申请实施例时,为便于说明,表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大,而且示意图只是示例,其在此不应限制本申请保护的范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
正如背景技术部分,现有的金属电极的转移方法存在良率低或转移成本较高的问题,无法同时兼顾高良率和低转移成本,因此难以被推广使用。
发明人研究发现,现有的金属电极的转移方法主要有以下两种:
第一种方法:首先在硅衬底或者二氧化硅衬底上直接沉积金属电极,然后在金属电极上旋涂PMMA(Polymethyl methacrylate,聚甲基丙烯酸甲酯)或者PVA(Polyvinylalcohol,聚乙烯醇)等高分子材料溶液,固化后,金属电极即可粘附在PMMA薄膜或者PVA薄膜上,之后将PMMA薄膜连带金属电极剥离或者将PVA薄膜连带金属电极剥离,贴在目标衬底上,再去除PMMA薄膜或者PVA薄膜,即可完成金属电极的转移。
对于这种方法,由于硅衬底或二氧化硅衬底与金属之间的粘附性较高,因此,在剥离金属电极时,硅衬底或二氧化硅衬底上会残留部分金属,无法实现完整金属电极的转移,从而影响金属电极的完整性与导电性,进而影响良率,非常不利于实际应用。
为此,可利用HMDS(Hexamethyldisilazane,六甲基二硅氮烷)处理硅衬底或二氧化硅衬底,以降低硅衬底或二氧化硅衬底与金属的粘附性,提升良率,但也无法达到100%,且使金属电极的转移过程变得复杂,同时还增加成本。
第二种方法:首先在锗晶圆上沉积一层石墨烯薄膜,然后在石墨烯薄膜上沉积金属电极,之后在金属电极上旋涂PVA,固化后,金属电极即可粘附在PVA薄膜上,将PVA薄膜连带金属电极剥离,贴在目标衬底上,再去除PVA薄膜,即可完成金属电极的转移。
在这种方法中,虽然石墨烯薄膜和金属之间的粘附极低,能够实现完整的金属电极的转移,但是石墨烯薄膜的生长成本过高。
由此可见,上述两种金属电极的转移方法,都难以同时兼顾高良率和低转移成本,因此难以被推广使用。
基于上述研究的基础上,本申请实施例提供了一种金属电极的转移方法,以同时兼顾高良率和低转移成本。
本申请实施例提供了一种金属电极的转移方法,首先在第一衬底上依次形成第一薄膜(聚二甲基硅氧烷薄膜)和金属电极,即金属电极直接沉积在聚二甲基硅氧烷薄膜上,并在第二衬底上形成柔性黏附层,然后将柔性黏附层从第二衬底上剥离,并将柔性黏附层贴合在聚二甲基硅氧烷薄膜放置金属电极的一侧,使柔性黏附层覆盖金属电极,将柔性黏附层连带金属电极整体从聚二甲基硅氧烷薄膜上剥离,再贴合到目标衬底上,最后去除柔性黏附层,即可完成金属电极的转移。在此过程中,由于聚二甲基硅氧烷薄膜的表面能低、粘附性弱的特性,使得金属电极可以完全被柔性黏附层粘附,不会在聚二甲基硅氧烷薄膜上残留,保证了金属电极转移的完整性,提高了良率,同时,由于聚二甲基硅氧烷材料价格低,因此也降低了转移成本,从而实现同时兼顾高良率和低转移成本。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1示出了本申请实施例所提供的一种金属电极的转移方法的流程示意图,如图1所示,该转移方法包括:
S10:参考图2(a)所示,提供第一衬底1,在第一衬底1上依次形成第一薄膜2和金属电极3,第一薄膜2为聚二甲基硅氧烷薄膜。
可选的,第一衬底1可以为硅衬底或二氧化硅衬底,如玻璃平板。
在实际应用中,通常需先对第一衬底1进行清洗,然后在清洗后的第一衬底1上形成第一薄膜2,再在第一薄膜2背离第一衬底1一侧形成金属电极3。
其中,采用聚二甲基硅氧烷薄膜(Polydimethylsiloxane,PDMS)作为第一薄膜2,从而在第一薄膜2上直接沉积金属电极3时,利用聚二甲基硅氧烷薄膜的表面能低、粘附性弱的特性,使金属电极3和第一薄膜2之间的粘附作用较弱,进而在后续剥离金属电极3时,金属电极3不易在第一薄膜2上残留,提高良率;同时,聚二甲基硅氧烷薄膜的价格较低,因此,降低了金属电极的转移成本。
可以理解的是,第一薄膜2在第一衬底1所在平面的正投影面积可以大于金属电极3在第一衬底1所在平面的正投影面积,即金属电极3在第一衬底1所在平面的正投影位于第一薄膜2在第一衬底1所在平面的正投影范围内,从而便于在第一薄膜2上沉积形成平整、均匀的金属电极3。
另外,第一衬底1的表面尽量光滑、平整,以便于形成均匀、平整的第一薄膜2,进而形成均匀、平整的金属电极3。
S20:参考图2(b)所示,提供第二衬底4,在第二衬底4上形成柔性黏附层5。
可选的,第二衬底4可以为硅衬底或二氧化硅衬底,如硅片。
可以理解的是,第一衬底1所在平面和第二衬底2所在平面可以平行,那么,柔性黏附层5在第二衬底2所在平面(即在第一衬底1所在平面)的正投影面积可以大于金属电极3的在第一衬底1所在平面的正投影面积,以便于后续利用柔性黏附层5剥离金属电极3时,容易将金属电极3完整的粘连起来。
S30:参考图2(c)所示,将柔性黏附层5从第二衬底4上剥离,并将柔性黏附层5贴合在第一薄膜2放置金属电极3的一侧,使柔性黏附层5覆盖金属电极3。
由前述已知,第一衬底1所在平面和第二衬底2所在平面可以平行,柔性黏附层5在第二衬底2所在平面(即在第一衬底1所在平面)的正投影面积可以大于金属电极3的在第一衬底1所在平面的正投影面积,那么,在步骤S30中,将柔性黏附层5贴合在第一薄膜2放置金属电极3的一侧时,柔性黏附层5不仅可以完全覆盖金属电极3,而且还会和第一薄膜2形成直接接触,其中,柔性黏附层5完全覆盖金属电极3,有利于柔性黏附层5将金属电极3完整的粘连起来,而柔性黏附层5和第一薄膜2形成直接接触,有利于使柔性黏附层5和金属电极3更加紧密接触,从而增加柔性黏附层5和金属电极3之间的粘附作用,进一步有利于柔性黏附层5将金属电极3完整的粘连掉。
S40:参考图2(d)所示,提供目标衬底6,将柔性黏附层5连带金属电极3整体从第一薄膜2上剥离,并将金属电极3一侧贴合至目标衬底6上,使金属电极3与目标衬底6形成范德华接触。
需要说明的是,范德华接触又称分子间作用力,产生于分子或原子之间的静电相互作用。在步骤S40中,将柔性黏附层5连带金属电极3整体从第一薄膜2上剥离,并将金属电极3一侧贴合至目标衬底6上,使金属电极3与目标衬底6形成范德华接触,以便于后续金属电极3进行电学连接。
还需要说明的是,目标衬底的材料可为硅材料或二维材料。其中,二维材料在光、电、磁、热等方面展示出了优异性质,现被人们广泛研究,有望成为下一代半导体材料和功能电子材料。
S50:参考图2(e)所示,去除柔性黏附层5,完成金属电极3的转移。
可选的,可以直接将柔性黏附层5撕下,也可以在腐蚀溶液中去除柔性黏附层5,或者采用其他方式去除柔性黏附层5,从而完成金属电极3的转移,本申请对此并不做限定,具体视情况而定。
由此可见,本申请实施例提供了一种金属电极的转移方法,首先在第一衬底1上依次形成第一薄膜2(聚二甲基硅氧烷薄膜)和金属电极3,即金属电极3直接沉积在聚二甲基硅氧烷薄膜上,并在第二衬底4上形成柔性黏附层5,然后将柔性黏附层5从第二衬底4上剥离,并将柔性黏附层5贴合在聚二甲基硅氧烷薄膜放置金属电极3的一侧,使柔性黏附层5覆盖金属电极3,将柔性黏附层5连带金属电极3整体从聚二甲基硅氧烷薄膜上剥离,再贴合到目标衬底6上,最后去除柔性黏附层5,即可完成金属电极3的转移。在此过程中,由于聚二甲基硅氧烷薄膜的表面能低、粘附性弱的特性,使得金属电极3可以完全被柔性黏附层5粘附,不会在聚二甲基硅氧烷薄膜上残留,保证了金属电极3转移的完整性,提高了良率,同时,由于聚二甲基硅氧烷材料价格低,因此也降低了转移成本,从而实现同时兼顾高良率和低转移成本。
可选的,在本申请的一个实施例中,在步骤S10中,提供第一衬底1,可以包括:
S11:对第一衬底1的表面进行光滑处理并清洗干净。
可以理解的是,对第一衬底1的表面进行光滑处理并清洗干净,有利于在第一衬底1上获得高质量且平整均匀的第一薄膜2。本申请不对光滑处理和清洗的步骤进行限定,具体的,以实际需求为准。例如,当第一衬底1为玻璃平板时,将玻璃平板表面抛光后用丙酮、乙醇和去离子水依次清洗。
可选的,在本申请的一个实施例中,在步骤S10中,第一薄膜2的形成过程可以包括:
S12:配制聚二甲基硅氧烷溶液;
S13:将聚二甲基硅氧烷溶液涂覆在第一衬底1上;
S14:在第一预设温度下加热一段时间,使涂覆在第一衬底1上的聚二甲基硅氧烷溶液固化,形成聚二甲基硅氧烷薄膜,作为第一薄膜2。
在步骤S12中,本申请不对聚二甲基硅氧烷溶液的配比进行限定,可选的,聚二甲基硅氧烷溶液可为聚二甲基硅氧烷前体混合液(Dow Corning Sylgard 184,10:1)。
在步骤S14中,在第一预设温度下加热一段时间是为了加速聚二甲基硅氧烷溶液的固化速度。本申请对第一预设温度和在第一预设温度下的加热时间均不做限定,可选的,第一预设温度可以设置为70℃,例如,可以在70℃温度下加热1小时,使聚二甲基硅氧烷溶液固化,形成聚二甲基硅氧烷薄膜。
进一步可选的,在本申请的一个实施例中,在形成第一薄膜2后,且在形成金属电极3之前,该方法还包括:
S15:将第一薄膜2从第一衬底1上撕下,并将第一薄膜2原来背离第一衬底1的表面贴合在第一衬底1上。
可以理解的是,在第一衬底1上形成第一薄膜2后,第一薄膜2原来接触第一衬底1的表面相较于第一薄膜2背离第一衬底1的表面更加均匀和平整,为此,在步骤S15中,将第一薄膜2从第一衬底1上撕下,并将第一薄膜2原来背离第一衬底1的表面贴合在第一衬底1上,使得在第一薄膜2原来接触第一衬底1的更加均匀和平整的表面上沉积金属电极3,从而使得沉积的金属电极3更加均匀和平整,进而使得利用柔性黏附层将金属电极3从第一薄膜2上剥离时,金属电极3被剥离的更加完整,减少金属电极3在第一薄膜2上的残留,提高良率。
可选的,在本申请的一个实施例中,在步骤S10中,在第一衬底1上形成第一薄膜2后,需在第一薄膜2背离第一衬底1一侧形成金属电极3,具体的,金属电极3的形成过程包括:
S16:采用电子束蒸发沉积工艺或磁控溅射沉积工艺,在第一薄膜2背离第一衬底1一侧沉积金属电极3。
可选的,金属电极3的材料可为金。
在实际应用中,金属电极3通常需要进行图案化,可选的,在本申请的一个实施例中,在步骤S16中形成金属电极3,并在最后去除柔性粘附层5,完成金属电极3的转移之后,该方法还包括:
S60:对金属电极3进行图案化。
具体的,在步骤S60中,对金属电极3进行图案化包括:
S61:在金属电极3背离目标衬底6一侧涂覆光刻胶;
S62:利用紫外光束对光刻胶进行曝光、显影,使光刻胶具有预设图形;
S63:如图3(a)所示,以具有预设图形的光刻胶为掩膜版7,对金属电极3进行刻蚀,使金属电极3具有预设图形;
S64:去除光刻胶,在目标衬底6上获得如图3(b)所示的,具有预设图案的金属电极3。
在步骤S63中,可以采用对金属电极3具有腐蚀作用但对目标衬底6和光刻胶没有腐蚀作用的溶液对金属电极3进行刻蚀。可选的,金属电极3的材料为金时,可以采用碘化钾和碘溶液对金进行刻蚀,使金电极具有预设图形。
可选的,在本申请的另一个实施例中,也可以在形成金属电极3的过程中,直接对金属电极3进行图案化,具体的,金属电极3的形成过程包括:
S17:如图4(a)所示,利用具有预设图形的掩膜版8,沉积金属电极3,使金属电极3具有预设图形,得到图4(b)。
可选的,在本申请的一个实施例中,在步骤S20中,柔性黏附层5可以为聚碳酸丙烯酯(Polypropylene carbonate,PPC)薄膜或聚乙烯醇薄膜。
在本实施例中,柔性黏附层5的形成过程可以包括:
S21:配制聚碳酸丙烯酯溶液或聚乙烯醇溶液;
S22:将聚碳酸丙烯酯溶液或聚乙烯醇溶液涂覆在第二衬底4上;
S23:在第二预设温度下加热一段时间,使涂覆在第二衬底4上的聚碳酸丙烯酯溶液或聚乙烯醇溶液固化,形成聚碳酸丙烯酯薄膜或聚乙烯醇薄膜,作为柔性黏附层5。
在步骤S21中,本申请对配制的聚碳酸丙烯酯溶液或聚乙烯醇溶液的质量分数不做限定,可根据实际需求进行选择,可选的,聚碳酸丙烯酯溶液的质量分数可以为10%(溶剂为苯甲醚)。
在步骤S23中,在第二预设温度下加热一段时间是为了加速柔性黏附层5的固化速度。本申请对第二预设温度和在第二预设温度下的加热时间均不做限定,具体可根据柔性黏附层5的材料和尺寸来确定。可选的,柔性黏附层5为聚碳酸丙烯酯薄膜时,第二预设温度可以为90℃,例如,可以在90℃温度下加热30分钟,使聚碳酸丙烯酯溶液固化,形成聚碳酸丙烯酯薄膜。
其中,本申请采用聚碳酸丙烯酯薄膜或聚乙烯醇薄膜作柔性黏附层5时,由于聚碳酸丙烯酯薄膜和聚乙烯醇薄膜的材料价格低廉,因此进一步降低了金属电极的转移成本。
可选的,在本申请的一个实施例中,在步骤S30中,将柔性黏附层5贴合在第一薄膜1放置金属电极3的一侧,使柔性黏附层5覆盖金属电极3包括:
S31:在金属电极3和第一薄膜2背离第一衬底1一侧涂覆乙醇和/或水;
S32:将柔性黏附层5贴合在金属电极3和第一薄膜2涂覆有乙醇和/或水的一侧,并在室温下静置一段时间,以利用乙醇或水的表面张力,使得柔性黏附层5与第一薄膜2紧密贴合,夹紧金属电极3;
S33:在第三预设温度下加热一段时间,使柔性黏附层5软化,从而使柔性黏附层5和金属电极3粘附在一起。
在步骤S31中,涂覆乙醇和/或水可以为涂覆水和乙醇的混合溶液或者涂覆水或者涂覆乙醇,本申请对此不做限定,具体的可根据实际需求进行涂覆。可选的,可以在金属电极3和第一薄膜2背离第一衬底1一侧涂覆乙醇。
在步骤S32中,在室温下静置一段时间,以利用乙醇或水的表面张力,使得柔性黏附层5与第一薄膜2紧密贴合,夹紧金属电极3。在室温下静置的过程中,乙醇和/或水会挥发,随着乙醇和/或水的减少,柔性黏附层5与第一薄膜2越贴合,待乙醇和/或水完全挥发后,柔性黏附层5与第一薄膜2紧密贴合,夹紧金属电极3。可选的,当涂覆的为乙醇时,可以在室温下静置10分钟。
在步骤S33中,在第三预设温度下加热一段时间的目的是为了使柔性黏附层5软化,从而使柔性黏附层5和金属电极3粘附在一起。本申请对第三预设温度和在第三预设温度下的加热时间均不做限定,具体可根据柔性黏附层5的材料和尺寸来确定,但总体上时间不易过长,防止柔性黏附层5软化过度,导致变形。可选的,柔性黏附层5为聚碳酸丙烯酯薄膜时,第三预设温度可以为90℃,例如,可以在90℃温度下加热10分钟,使聚碳酸丙烯酯薄膜软化。
可选的,在本申请的一个实施例中,在步骤S40中,将金属电极3一侧贴合至目标衬底6上,使金属电极3与目标衬底6形成范德华接触包括:
S41:在目标衬底6上涂覆乙醇和/或水;
S42:将金属电极3一侧贴合至目标衬底6涂覆有乙醇和/或水的一侧,并在室温下静置一段时间,以利用乙醇或水的表面张力,使金属电极3与目标衬底6紧密贴合、完成范德华接触;
S43:在第四预设温度下加热一段时间,使柔性黏附层5软化,从而使柔性黏附层5和目标衬底6粘附在一起,进而使金属电极3与目标衬底6贴合更紧密。
在步骤S41中,涂覆乙醇和/或水可以为涂覆水和乙醇的混合溶液或者涂覆水或者涂覆乙醇,本申请对此不做限定,具体的可根据实际需求进行涂覆。可选的,可以在目标衬底6上涂覆乙醇。
在步骤S42中,在室温下静置一段时间,以利用乙醇或水的表面张力,使金属电极3与目标衬底6紧密贴合、完成范德华接触。在室温下静置的过程中,乙醇和/或水会挥发,随着乙醇和/或水的减少,金属电极3与目标衬底6越贴合,待乙醇和/或水完全挥发后,金属电极3与目标衬底6紧密贴合完成范德华接触。可选的,当涂覆的为乙醇时,可以在室温下静置10分钟。
在步骤S43中,在第四预设温度下加热一段时间的目的是为了使柔性黏附层5软化,从而使柔性黏附层5和目标衬底6粘附在一起,进而使金属电极3与目标衬底6贴合更紧密。本申请对第四预设温度和在第四预设温度下的加热时间均不做限定,具体可根据柔性黏附层5的材料和尺寸来确定。可选的,柔性黏附层5为聚碳酸丙烯酯薄膜时,第四预设温度可以为90℃,例如,可以在90℃温度下加热10分钟,使聚碳酸丙烯酯薄膜软化。
可选的,在本申请的一个实施例中,在步骤S50中,当柔性黏附层5为聚碳酸丙烯酯薄膜,去除柔性黏附层5包括:
将贴合有金属电极3连带柔性粘附层5的目标衬底6置于苯甲醚溶液中浸泡一段时间,从而去除柔性粘附层5。
需要说明的是,本申请对将贴合有金属电极3连带柔性粘附层5的目标衬底6置于苯甲醚溶液中浸泡的时间不加限定,具体的,以完全去除聚碳酸丙烯酯薄膜为准。可选的,可以将贴合有金属电极3连带柔性粘附层5的目标衬底6置于苯甲醚溶液中浸泡12小时,从而去除柔性粘附层5。
综上,本申请实施例提供了一种金属电极的转移方法,该方法包括:首先在第一衬底1上依次形成第一薄膜2(聚二甲基硅氧烷薄膜)和金属电极3,即金属电极3直接沉积在聚二甲基硅氧烷薄膜上,并在第二衬底4上形成柔性黏附层5,然后将柔性黏附层5从第二衬底4上剥离,并将柔性黏附层5贴合在聚二甲基硅氧烷薄膜放置金属电极3的一侧,使柔性黏附层5覆盖金属电极3,将柔性黏附层5连带金属电极3整体从聚二甲基硅氧烷薄膜上剥离,再贴合到目标衬底6上,最后去除柔性黏附层5,即可完成金属电极3的转移。在此过程中,由于聚二甲基硅氧烷薄膜的表面能低、粘附性弱的特性,使得金属电极3可以完全被柔性黏附层5粘附,不会在聚二甲基硅氧烷薄膜上残留,保证了金属电极3转移的完整性,提高了良率,同时,由于聚二甲基硅氧烷材料价格低,因此也降低了转移成本,从而实现同时兼顾高良率和低转移成本。
为了更具体的说明本申请实施例所提供的金属电极的转移方法能够提高良率。本申请给出了一个示例:通过在聚二甲基硅氧烷薄膜上沉积金电极,利用聚碳酸丙烯酯薄膜将聚二甲基硅氧烷薄膜上的金电极粘起并贴合至硅片上,去除聚碳酸丙烯酯薄膜,完成金电极的转移。图5为利用本申请实施例所提供的一种金属电极的转移方法中,直接在聚二甲基硅氧烷薄膜上沉积的金电极和转移到硅片上的金电极的电流电压曲线的示意图,如图5所示,转移到硅片上的金电极的电阻与在聚二甲基硅氧烷薄膜上直接沉积的金电极的电阻相差不大,因此证明了转移后的金电极没有裂纹,且电极转移成功率接近100%。因此采用本申请实施例所提供的金属电极的转移方法的良率较高,能够满足器件应用需求。
且本申请实施例能转移从毫米级到微米级尺寸范围的金属电极,同时转移纳米尺寸范围的金属电极目前也未有已知障碍,因此本申请实施例所提供的金属电极的转移方法适用于各类不同尺寸的金属电极的转移。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种金属电极的转移方法,其特征在于,包括:
提供第一衬底,在所述第一衬底上依次形成第一薄膜和金属电极,所述第一薄膜为聚二甲基硅氧烷薄膜;
提供第二衬底,在所述第二衬底上形成柔性黏附层;
将所述柔性黏附层从所述第二衬底上剥离,并将所述柔性黏附层贴合在所述第一薄膜放置所述金属电极的一侧,使所述柔性黏附层覆盖所述金属电极;
提供目标衬底,将所述柔性黏附层连带所述金属电极整体从所述第一薄膜上剥离,并将所述金属电极一侧贴合至所述目标衬底上,使所述金属电极与所述目标衬底形成范德华接触;
去除所述柔性黏附层,完成所述金属电极的转移。
2.根据权利要求1所述的金属电极的转移方法,其特征在于,所述第一薄膜的形成过程包括:
配制聚二甲基硅氧烷溶液;
将所述聚二甲基硅氧烷溶液涂覆在所述第一衬底上;
在第一预设温度下加热一段时间,使涂覆在所述第一衬底上的所述聚二甲基硅氧烷溶液固化,形成聚二甲基硅氧烷薄膜,作为所述第一薄膜。
3.根据权利要求2所述的金属电极的转移方法,其特征在于,在形成所述第一薄膜后,且在形成所述金属电极之前,该方法还包括:
将所述第一薄膜从所述第一衬底上撕下,并将所述第一薄膜原来背离所述第一衬底的表面贴合在所述第一衬底上。
4.根据权利要求1所述的金属电极的转移方法,其特征在于,所述金属电极的形成过程包括:
采用电子束蒸发沉积工艺或磁控溅射沉积工艺,在所述第一薄膜背离所述第一衬底一侧沉积所述金属电极。
5.根据权利要求4所述的金属电极的转移方法,其特征在于,在去除所述柔性粘附层,完成所述金属电极的转移之后,该方法还包括:
在所述金属电极背离所述目标衬底一侧涂覆光刻胶;
利用紫外光束对所述光刻胶进行曝光、显影,使所述光刻胶具有预设图形;
以具有预设图形的所述光刻胶为掩膜版,对所述金属电极进行刻蚀,使所述金属电极具有预设图形;
去除所述光刻胶。
6.根据权利要求1所述的金属电极的转移方法,其特征在于,所述金属电极的形成过程包括:
利用具有预设图形的掩膜版,沉积所述金属电极,使所述金属电极具有预设图形。
7.根据权利要求1所述的金属电极的转移方法,其特征在于,所述柔性黏附层为聚碳酸丙烯酯薄膜或聚乙烯醇薄膜,所述柔性黏附层的形成过程包括:
配制聚碳酸丙烯酯溶液或聚乙烯醇溶液;
将所述聚碳酸丙烯酯溶液或所述聚乙烯醇溶液涂覆在所述第二衬底上;
在第二预设温度下加热一段时间,使涂覆在所述第二衬底上的所述聚碳酸丙烯酯溶液或所述聚乙烯醇溶液固化,形成聚碳酸丙烯酯薄膜或聚乙烯醇薄膜,作为所述柔性黏附层。
8.根据权利要求1所述的金属电极的转移方法,其特征在于,将所述柔性黏附层贴合在所述第一薄膜放置所述金属电极的一侧,使所述柔性黏附层覆盖所述金属电极包括:
在所述金属电极和所述第一薄膜背离所述第一衬底一侧涂覆乙醇和/或水;
将所述柔性黏附层贴合在所述金属电极和所述第一薄膜涂覆有乙醇和/或水的一侧,并在室温下静置一段时间,以利用乙醇或水的表面张力,使得所述柔性黏附层与所述第一薄膜紧密贴合,夹紧所述金属电极;
在第三预设温度下加热一段时间,使所述柔性黏附层软化,从而使所述柔性黏附层和所述金属电极粘附在一起。
9.根据权利要求1所述的金属电极的转移方法,其特征在于,将所述金属电极一侧贴合至所述目标衬底上,使所述金属电极与所述目标衬底形成范德华接触包括:
在所述目标衬底上涂覆乙醇和/或水;
将所述金属电极一侧贴合至所述目标衬底涂覆有乙醇和/或水的一侧,并在室温下静置一段时间,以利用乙醇或水的表面张力,使所述金属电极与所述目标衬底形成范德华接触;
在第四预设温度下加热一段时间,使所述柔性黏附层软化,从而使所述柔性黏附层和所述目标衬底粘附在一起,进而使所述金属电极与所述目标衬底贴合更紧密。
10.根据权利要求1所述的金属电极的转移方法,其特征在于,所述柔性黏附层为聚碳酸丙烯酯薄膜,去除所述柔性粘附层包括:
将贴合有所述金属电极连带所述柔性粘附层的所述目标衬底置于苯甲醚溶液中浸泡一段时间,从而去除所述柔性粘附层。
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