一种金属电极的转移方法

本申请属于半导体材料，尤其涉及一种金属电极的转移方法。

背景技术：

1、随着技术的不断迭代，电子设备已经成为人们生活中不可或缺的重要组成部分。当前电路集成度不断提高，传统硅基器件面临短沟道效应等问题而逐步被替代，这促使了人们将目光转向新型的二维半导体材料。二维材料具有良好的被栅控能力，可以有效规避短沟道效应。然而，传统的金属沉积方法在小尺寸器件制备中存在着诸多挑战，如金属与二维材料之间的接触电阻问题，以及金属沉积过程中可能对二维材料引入的污染和损伤。

2、因此，为了克服以上问题并实现高性能的纳米电子器件，迫切需要一种可靠的、原子级的金属电极转移技术。这项技术的发展将为纳米电子器件的制备提供更加可控和稳定的工艺，推动纳米电子学的发展和应用。现有的金属电极转移技术包括：传统腐蚀基底的方法、使用探针转移电极技术和石墨烯辅助金属电极转印技术等。

3、现有的金属电极转移技术不能有效规避使用有机或者有毒涂层的问题，难以满足电极图案和图形的特殊要求、更宽泛的基底选择，或者难以缩短转印金属电极的制程且难以实现晶圆级的电极阵列转移。

4、因此，如何简单高效、无污染且大尺寸地转移金属电极，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对上述相关技术中存在的问题，本发明提供了一种金属电极的转移方法，能够简单高效、无污染且大尺寸地转移金属电极。

2、第一方面，本申请实施例提出一种金属电极的转移方法，包括：

3、步骤s1：在所述电极图案上蒸镀金属，并进行脱附处理，得到金属电极部，所述金属电极部包括基底，所述金属电极形成在所述基底上；

4、步骤s2：在所述金属电极表面旋涂有机溶液，并进行烘干处理，形成有机薄膜层；

5、步骤s3：在所述有机薄膜层上方覆盖支撑层，并进行蒸汽处理；

6、步骤s4：从所述金属电极部上分离所述基底，并将所述金属电极部转移至目标基底上；和

7、步骤s5：将所述有机薄膜层和所述支撑层进行脱附处理。

8、进一步地，在步骤s1之前，还包括：

9、将所述电极图案进行等离子体处理，所述电极图案包括具有镂空图案的光刻胶薄膜，所述光刻胶薄膜覆盖在所述基底上。

10、进一步地，所述将所述电极图案进行等离子体处理，包括：将所述电极图案放置在等离子体清洗机中，清洗10至120秒，进行晶格氧气等离子体处理。

11、进一步地，所述步骤s3包括：在所述有机薄膜层上方覆盖支撑层，并放入盛水容器中，不与水体接触，升温至有蒸汽产生，熏蒸10至60分钟。

12、进一步地，所述步骤s2包括：在所述金属电极表面旋涂有机溶液，并进行2至10分钟烘干处理，形成有机薄膜层。

13、进一步地，所述步骤s4包括：从所述金属电极部上分离所述基底，并将所述金属电极部转移至目标基底上，再次进行烘烤处理，烘烤时间为1至3分钟。

14、进一步地，所述有机薄膜层包括聚甲基丙烯酸甲酯薄膜层或聚苯乙烯薄膜层，所述支撑层包括聚二甲基硅氧烷薄膜层或硅胶薄膜层，所述步骤s5包括：通过丙酮或丙酮蒸汽对所述有机薄膜层和所述支撑层进行脱附处理。

15、进一步地，所述有机薄膜层的厚度为200纳米至10微米之间。

16、进一步地，所述支撑层的厚度为200微米至2毫米之间。

17、进一步地，所述金属电极由金、银、铜或铬制成，所述目标基底由氧化硅、硅、蓝宝石、钻石或云母制成。

18、在本申请实施例提供的金属电极的转移方法中，首先，在电极图案上蒸镀金属，并进行脱附处理，得到金属电极部，金属可以通过真空蒸镀、电子束蒸镀或者磁控溅射的方法蒸镀基底上。接着，在金属电极表面旋涂有机溶液，并在热台或烘箱里进行烘干处理，形成有机薄膜层，形成有机薄膜层-金属电极-基底结构。由于有机薄膜层通常为柔性结构，因此，需要在有机薄膜层上方覆盖支撑层，形成支撑层-有机薄膜层-金属电极-基底结构，并进行蒸汽处理，氧等离子体处理基底界面前后，使界面亲水的水接触角发生变化，亲水性明显增强，因此水分子会进入金属电极和基底之间，成为分离金属电极和基底的主要推动力，由于金属电极与基底作用力的减弱，此时揭下与支撑层黏贴紧密的有机薄膜层可以高效地将金属电极从基底表面全部剥离。在进行蒸汽处理后，将金属电极从基底上分离，并将从基底上剥离的金属电极部转移至目标基底上。最后，将有机薄膜层和支撑层进行脱附处理，从而完成金属电极的转印。本申请提供的金属电极的转移方法能够克服现有的转移技术的缺点，能够简单高效、无污染且大尺寸地转移金属电极。

技术特征：

1.一种金属电极的转移方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s1之前，还包括：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述电极图案进行等离子体处理，包括：将所述电极图案放置在等离子体清洗机中，清洗10至120秒，进行晶格氧气等离子体处理。

4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤s3包括：在所述有机薄膜层上方覆盖支撑层，并放入盛水容器中，不与水体接触，升温至有蒸汽产生，熏蒸10至60分钟。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤s2包括：在所述金属电极表面旋涂有机溶液，并进行2至10分钟烘干处理，形成有机薄膜层。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤s4包括：从所述金属电极部上分离所述基底，并将所述金属电极部转移至目标基底上，再次进行烘烤处理，烘烤时间为1至3分钟。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述有机薄膜层包括聚甲基丙烯酸甲酯薄膜层或聚苯乙烯薄膜层，所述支撑层包括聚二甲基硅氧烷薄膜层或硅胶薄膜层，所述步骤s5包括：通过丙酮或丙酮蒸汽对所述有机薄膜层和所述支撑层进行脱附处理。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述有机薄膜层的厚度为200纳米至10微米之间。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述支撑层的厚度为200微米至2毫米之间。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述金属电极由金、银、铜或铬制成，所述目标基底由氧化硅、硅、蓝宝石、钻石或云母制成。

技术总结本申请实施例提出一种金属电极的转移方法，包括：步骤S1：在所述电极图案上蒸镀金属，并进行脱附处理，得到金属电极部，所述金属电极部包括基底，所述金属电极形成在所述基底上；步骤S2：在所述金属电极表面旋涂有机溶液，并进行烘干处理，形成有机薄膜层；步骤S3：在所述有机薄膜层上方覆盖支撑层，并进行蒸汽处理；步骤S4：从所述金属电极部上分离所述基底，并将所述金属电极部转移至目标基底上；和步骤S5：将所述有机薄膜层和所述支撑层进行脱附处理。本发明实施例提供的一种金属电极的转移方法能够简单高效、无污染且大尺寸地转移金属电极。技术研发人员：黄元,韩旭,戴贇贇,王业亮受保护的技术使用者：北京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/25