[发明专利]一种图形化铂/钛金属薄膜的剥离制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铂/钛(Pt/Ti)金属薄膜的图形化技术领域，特别涉及一种高温剥离法制备图形化铂/钛金属薄膜的方法。

背景技术

Pt/Ti金属薄膜在半导体和微电子机械系统的制造工艺中经常被用来作为电极，较为常用的一种是用来作锆钛酸铅(PZT)薄膜的电极。其中Ti的作用是为了增强Pt和基底材料的附着力。目前，Pt/Ti金属薄膜的图形化技术主要有：湿法腐蚀、干法腐蚀、剥离三种。由于Pt的湿法腐蚀中使用王水作为腐蚀液，所以腐蚀出图形较为困难，同时王水的引入使工艺的兼容性变差。干法腐蚀存在设备成本高，终点难以控制，易损伤其它薄膜层等缺点。Pt/Ti金属薄膜的普通剥离技术中使用光刻胶作为剥离层，为了防止光刻胶的焦化，所以Pt/Ti金属薄膜的制备温度较低(不能太高)，这样就会造成金属薄膜与基体的附着力变差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温剥离法制备图形化铂/钛金属薄膜的方法，该方法可以克服普通剥离技术中使用光刻胶作为剥离层，为防止光刻胶焦化，Pt/Ti金属薄膜的制备温度较低(不能太高)，而造成的金属薄膜与基体的附着力变差的缺陷。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的图形化铂/钛金属薄膜的剥离制备方法，其步骤如下：

1)在一基片的表面上制备一牺牲层

通过溶胶一凝胶法、金属有机物分解法、溅射法、金属有机化学气相沉积法、脉冲激光沉积法或水热法在一基片的表面上淀积一牺牲层；

所述基片为硅基片、氮化镓基片、蓝宝石基片、红宝石基片、石英基片、砷化钾基片、碳化硅基片、锗基片或金刚石基片；

或者为覆有二氧化硅膜、氮化硅膜、多晶硅膜或它们的复合膜的硅基片、氮化镓基片、蓝宝石基片、红宝石基片、石英基片、砷化钾基片、碳化硅基片、锗基片或金刚石基片；

所述牺牲层为氧化锌牺牲层或铝牺牲层；

2)制备图形化后的牺牲层

用光刻或刻蚀的方法对所述牺牲层进行图形化处理，将来铂/钛金属薄膜被剥离的地方，保留牺牲层；其余牺牲层刻蚀掉。

3)制备钛金属薄膜层

用溅射或离子镀膜的方法在图形化后的牺牲层表面上制备钛金属薄膜层，所述钛金属薄膜层的制备过程中将所述基片加热至150~500℃；

4)制备铂金属薄膜层

用溅射或离子镀膜的方法在所述钛金属薄膜表面上制备铂金属薄膜层，所述铂金属薄膜层的制备过程中所述基片被加热至150～500℃；

5)图形化铂/钛金属薄膜层

把经上述步骤后的覆有铂/钛金属薄膜层的基片放入牺牲层腐蚀液中，释放牺牲层，同时剥离铂/钛金属薄膜层，得到图形化后的铂/钛金属薄膜。

本发明提供的图形化铂/钛金属薄膜的剥离制备方法，还包括：在基片上制备牺牲层之前，先在基片表面上涂正性光刻胶，利用待制备的铂/钛金属薄膜图形的负版对正性光刻胶光刻曝光，或在基片表面上涂负性光刻胶，利用待制备的铂/钛金属薄膜图形的正版对负性光刻胶光刻曝光，形成覆于基片上的图形化的光刻胶层；再在图形化的光刻胶层表面上制备牺牲层。

所述的牺牲层厚度为0.01～10μm。

所述的钛金属薄膜层厚度为0.01～1μm。

所述铂金属薄膜层厚度为0.01～1μm。

所述的牺牲层腐蚀液为酸、碱、氯化铵或/和氨水。

本发明针对目前图形化Pt/Ti金属薄膜制备困难的问题，而提供一种高温剥离方法来制备图形化Pt/Ti金属薄膜。通过首先在基片材料上利用溅射、溶胶-凝胶法电子束蒸发等制备技术淀积0.01～10μm氧化锌或铝牺牲层；然后，通过正反刻技术把牺牲层图形化，将来Pt/Ti金属薄膜保留的地方，牺牲层被刻蚀掉，将来Pt/Ti金属薄膜被剥离的地方，牺牲层被保留。通过溅射等技术在图形化的牺牲层上制备Pt/Ti金属薄膜，由于制备过程中，基片加热温度在150～500℃，所以Pt/Ti金属薄膜的附着性很好。最后，整个基片被放入磷酸等相应的酸性或碱性腐蚀液中，牺牲层在腐蚀液中被腐蚀，同时，Pt/Ti金属薄膜被剥离，形成所需要的图形。整个工艺过程简单可行，工艺过程易控制，避免了强酸的使用，同时Pt/Ti金属薄膜附着性较好。