[发明专利]薄膜金属和合金的低速率电化学蚀刻

权利要求书

1.一种电化学蚀刻的方法，所述方法包括：

提供包括第一材料的金属或者合金的衬底；

提供包括第二材料的电解质的蚀刻溶液；以及

将所述衬底浸入所述蚀刻溶液，同时向所述衬底施加阴极电流，其中所述阴极电流被施加从而所述蚀刻溶液导致所述衬底的所述第一材料被蚀刻并且所述蚀刻溶液导致还原反应发生。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述阴极电流包括导致所述衬底的第一材料被蚀刻的阳极电流分量和导致所述还原反应发生的阴极电流分量。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，向所述衬底施加阴极电流包括向所述衬底施加第一电位，其中所述第一电位比包括所述第一材料和所述蚀刻溶液的耦合体的开路电位更负。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一电位比所述第一材料的第二电位负的更少，其中，所述第二电位是包括所述第一材料和所述第一材料的离子的耦合体的第二开路电位。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，向所述衬底施加阴极电流包括增加通过所述衬底的电流密度，从通过衬底的零净电流增加到通过衬底的第一净电流，其中所述第一净电流比所述零净电流更阴性。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，通过所述衬底的电流密度增加，从而：所述第一净电流相对通过衬底的具有零阳极分量的净电流具有更大的阳极分量或者相等的阳极分量，并且所述第一净电流相对零净电流具有更小的阳极分量。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：调整所述阴极电流以调整所述衬底的第一材料的蚀刻速率。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，控制所述阴极电流从而所述衬底的第一材料以提供纳米级或者埃级蚀刻精度的蚀刻速率被蚀刻。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述阴极电流通过恒电流法或恒电位法被控制。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括：维持所述蚀刻溶液的温度、pH、电解质浓度和混合速率处于或者接近指定值。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二材料包含与第一材料中发现的元素相同或者类似的元素。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法用于被蚀刻镀覆或溅射的结构。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法用于制造磁记录头。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法用于从衬底去除氧化物。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，在使用所述方法去除氧化物之后，所述阴极电流被增加，从而在所述衬底浸入蚀刻溶液中时，所述第一材料或者第二材料被电沉积在所述衬底上。

16.一种校正电化学蚀刻的方法，所述方法包括：

提供包括第一材料的金属或者合金的衬底；

提供包括所述第一材料或者第二材料的电解质的蚀刻溶液；

将衬底浸入蚀刻溶液时连续地向衬底施加阴极电流的集合，其中集合中的每个阴极电流具有不同的阴极电流值；

当阴极电流的集合中的每个阴极电流被连续地施加到所述衬底且衬底在所述蚀刻溶液中时观测所述衬底的所述第一材料的蚀刻；以及

基于观测操作确定阴极电流的范围，当阴极电流被连续地施加到所述衬底且所述衬底处在所述蚀刻溶液中时所述阴极电流的范围导致所述衬底的所述第一材料被蚀刻。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述集合的每个阴极电流具有比所述衬底的零净电流更阴性的净电流。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，施加、观测和确定操作包括针对所述集合中的每个存在的阴极电流执行以下操作：

将所述衬底浸入所述蚀刻溶液同时向所述衬底施加来自所述集合的所述存在的阴极电流，

观测由于衬底被浸入蚀刻溶液并且存在的阴极电流被施加而引起的所述衬底的第一材料的蚀刻，由此产生观测值；以及

基于所述观测，确定存在的阴极电流是否应包括在阴极电流的范围内，所述阴极电流的范围在施加到衬底且所述衬底处于所述蚀刻溶液中时会导致所述衬底的第一材料被蚀刻。