二维材料转移装置及二维材料转移方法与流程

本申请属于二维材料加工制备，具体涉及一种二维材料转移装置及二维材料转移方法。

背景技术：

1、二维材料是指电子仅可在两个维度的纳米尺度上自由运动(平面运动)的材料，如纳米薄膜、超晶格、量子阱。二维材料因自身优异的理化特性，使其在电子、光电及传感领域都具备巨大的应用潜力，如今，二维材料已然成为了产业与学术的“宠儿”。

2、在对二维材料进行光刻、刻蚀等工艺前需将其从生长基底转移至目标衬底上。但目前产业上相关工艺与装置严重缺失，现有的方案多为实验室用于实验的转移方法，转移效率低且转移面积小，易损坏二维材料，无法实现产业上所需的高效率、晶圆级的转移。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种二维材料转移装置，能够解决二维材料转移效率低、工业化程度低的技术问题，能够实现二维材料的大面积转移。

2、本申请实施例还提供一种二维材料转移方法，能够解决二维材料转移效率低、转移后清洗难的技术问题。

3、一方面，本申请实施例提供一种二维材料转移装置，包括

4、二维材料贴合模块，二维材料贴合模块包括用于放置生长有二维材料的生长基底的第一定位单元和用于固定目标衬底的第二定位单元，

5、与二维材料贴合模块相邻设置的二维材料转移模块，二维材料转移模块具有用于存放溶解液的溶液池，其中，

6、第二定位单元可沿预设路径移动至第一工位以使生长基底与目标衬底贴合，第二定位单元还可沿预设路径移动至第二工位以将生长基底浸入溶液池内。

7、根据本申请第一方面的实施方式，二维材料贴合模块和二维材料转移模块设置于基座上。

8、根据本申请第一方面前述任一实施方式，溶液池和第一定位单元相邻设置在基座上。

9、根据本申请第一方面前述任一实施方式，第二定位单元通过移动机构设置在基座上，移动机构包括可沿着第一方向移动的第一移动机构和可沿着第二移动方向移动的第二移动机构。

10、根据本申请第一方面前述任一实施方式，第一方向垂直于基座的表面，第二方向平行与基座的表面，第二移动机构设置在基座上，第一移动机构设置在第二移动机构上，第二定位单元设置在第一移动机构上。

11、根据本申请第一方面前述任一实施方式，第二定位单元包括

12、用于吸附目标衬底的第一吸附组件，

13、用于对放置在第一定位单元上的生长基底产生吸附力的第二吸附组件，

14、第二吸附组件位于第一吸附组件背离第二定位单元的一侧。

15、根据本申请第一方面前述任一实施方式，第一吸附组件包括可推拉的吸盘和用于为吸盘提供推拉轨道的推拉座，吸盘用于吸附目标衬底，吸盘的用于吸附目标衬底的表面朝向第二定位单元。

16、根据本申请第一方面前述任一实施方式，吸盘的用于吸附目标衬底的表面设置有环形凹槽，在吸盘内部设置有连同环形凹槽和外部抽真空装置的抽真空通道。

17、根据本申请第一方面前述任一实施方式，第二吸附组件包括电磁铁或静电发生器或范德华印章。

18、根据本申请第一方面前述任一实施方式，第一定位单元包括用于放置生长基底的承载板，承载板通过支撑组件可转动地设置在基座上。

19、根据本申请第一方面前述任一实施方式，支撑组件包括用于支撑承载板的柔性万向铰，或

20、支撑组件包括用于支撑承载板的柔性万向铰，和绕柔性万向铰外周分布的弹簧，弹簧的一端连接承载板，另一端连接基座，

21、或

22、支撑组件包括用于支撑承载板的多根弹簧，弹簧的一端连接承载板，另一端连接基座。

23、根据本申请第一方面前述任一实施方式，吸盘的相对两侧设置有与推拉座上的推拉轨道配合的导向凸棱。

24、根据本申请第一方面前述任一实施方式，在推拉座上设置有用于限制吸盘向推拉座推进的推进行程的限位块，

25、和/或

26、在推拉轨道上设置有用于对吸盘进行锁紧的锁紧螺钉。

27、第二方面，本申请实施例提供了一种二维材料转移方法，应用于如上述的二维材料转移装置，包括

28、将目标衬底固定在第二定位单元上，

29、将生长有二维材料的生长基底放置在第一定位单元上，

30、控制第二定位单元移动至第一工位，以使目标衬底与生长基底贴合，

31、控制第二定位单元移动至第二工位，以使生长基底浸入溶解池内的溶解液中，

32、待溶解液将生长基底全部反应掉后，控制第二定位单元离开溶解池。

33、根据本申请第二方面的实施方式，溶解液为fecl3溶液或naoh溶液或koh溶液，和/或，生长基底的材质为铜或镍或蓝宝石。

34、本申请实施例的二维材料转移装置通过可在不同工位之间移动的第二定位单元，实现在同一装置上进行生长基底与目标衬底的结合以及对生长基底的去除，可以自动完成二维材料转移的多数步骤，大大提升了转移效率。

35、本申请实施例的二维材料转移方法通过将贴合的生长基底和目标衬底移动至溶解池中，控制生长基底浸入溶解液中，避免了目标衬底与溶解液的多余解除，使后续的清洗变得更加容易，提升了转移效率。

技术特征：

1.一种二维材料转移装置，其特征在于：包括

2.根据权利要求1所述的二维材料转移装置，其特征在于：所述二维材料贴合模块和所述二维材料转移模块设置于基座上。

3.根据权利要求2所述的二维材料转移装置，其特征在于：所述溶液池和所述第一定位单元相邻设置在所述基座上。

4.根据权利要求2所述的二维材料转移装置，其特征在于：所述第二定位单元通过移动机构设置在所述基座上，所述移动机构包括可沿着第一方向移动的第一移动机构和可沿着第二移动方向移动的第二移动机构。

5.根据权利要求4所述的二维材料转移装置，其特征在于：所述第一方向垂直于所述基座的表面，所述第二方向平行与所述基座的表面，所述第二移动机构设置在所述基座上，所述第一移动机构设置在所述第二移动机构上，所述第二定位单元设置在所述第一移动机构上。

6.根据权利要求1所述的二维材料转移装置，其特征在于：所述第二定位单元包括

7.根据权利要求6所述的二维材料转移装置，其特征在于：所述第一吸附组件包括可推拉的吸盘和用于为所述吸盘提供推拉轨道的推拉座，所述吸盘用于吸附目标衬底，所述吸盘的用于吸附目标衬底的表面朝向所述第二定位单元。

8.根据权利要求7所述的二维材料转移装置，其特征在于：所述吸盘的用于吸附目标衬底的表面设置有环形凹槽，在所述吸盘内部设置有连同所述环形凹槽和外部抽真空装置的抽真空通道。

9.根据权利要求6所述的二维材料转移装置，其特征在于：所述第二吸附组件包括电磁铁、静电发生器或范德华印章。

10.根据权利要求2所述的二维材料转移装置，其特征在于：第一定位单元包括用于放置生长基底的承载板，所述承载板通过支撑组件可转动地设置在所述基座上。

11.根据权利要求10所述的二维材料转移装置，其特征在于：所述支撑组件包括用于支撑所述承载板的柔性万向铰，

12.根据权利要求7所述的二维材料转移装置，其特征在于：所述吸盘的相对两侧设置有与所述推拉座上的推拉轨道配合的导向凸棱。

13.根据权利要求12所述的二维材料转移装置，其特征在于：在所述推拉座上设置有用于限制所述吸盘向所述推拉座推进的推进行程的限位块，

14.一种二维材料转移方法，应用于如权利要求1至13中任一权利要求所述的二维材料转移装置，其特征在于：所述方法包括

15.根据权利要求14所述的二维材料转移方法，其特征在于：所述溶解液为fecl3溶液或naoh溶液或koh溶液，

技术总结本申请属于二维材料加工制备技术领域，具体涉及一种二维材料转移装置及二维材料转移方法。本申请实施例的二维材料转移装置，包括二维材料贴合模块，二维材料贴合模块包括用于放置生长基底的第一定位单元和用于固定目标衬底的第二定位单元，与二维材料贴合模块相邻设置的二维材料转移模块，二维材料转移模块具有用于存放溶解液的溶液池，第二定位单元可移动至第一工位以使生长基底与目标衬底贴合，第二定位单元还可移动至第二工位以将生长基底浸入溶液池内。该装置可以实现在同一装置上进行生长基底与目标衬底的结合以及对生长基底的去除，可以自动完成二维材料转移的多数步骤，大大提升了转移效率。同时，还可以实现二维材料的大面积转移。技术研发人员：罗先刚,张仁彦,刘吉夫,刘明刚,李雄,王超群,李博,李维杰受保护的技术使用者：天府兴隆湖实验室技术研发日：技术公布日：2024/1/12