[发明专利]微结构保角性转移方法

说明书

技术领域

本发明属于微电子领域，涉及一种薄膜转移方法，特别是涉及一种微结构保角性转移方法。

背景技术

近年来，随着人们对便携式电子器件的技术要求的提高，柔性电子技术的迅速发展而受到广泛关注，成为研究及应用热点。柔性电子技术就是将传统刚性衬底上的薄膜材料以及功能器件转移至柔性衬底，从而到达可弯曲、可拉伸甚至可折叠的技术要求。

在柔性技术中，首先将传统刚性衬底上的图形化微型结构，尤其是微米带转移至柔性衬底；其次利用传统的工艺技术条件利用柔性衬底上的图形化微型结构制作柔性电子器件。在这一过程中，要求刚性衬底上的图形化的微米带结构在转移至柔性衬底上后，其排列次序不变，即实现保角性转移。由此可见，如何将排列整齐的硅微型结构保角性转移至柔性衬底显得格外重要。

最初的柔性技术中，并没有对保角性转移做出特别要求。传统的转移方法，在腐蚀掉中间埋氧层的时候，顶层纳米薄膜材料会落至硅衬底上并与其接触，两者之间以范德瓦耳斯力相连接。在腐蚀完埋氧层、顶层纳米薄膜落至硅衬底上的过程中，会导致图形阵列的偏移，同时，在腐蚀完毕最终从HF酸或BOE溶液中取出的时候，由于溶液的表面张力较大，会导致仅仅依靠较微弱的范德瓦耳斯力相连接的纳米薄膜与硅衬底之间发生相对滑移，再一次导致图形阵列偏移。然而随着柔性技术的发展，保角性转移越来越受到人们的关注。目前，实现微米带保角性转移的主要方法是通过多步光刻及刻蚀，利用光刻胶作为围墙来固定图形化微米带。由于多步光刻甚至套刻的工艺以及多步刻蚀导致该过程较为复杂，在工业上造成成本较高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种微结构保角性转移方法，用于解决现有技术中微结构保角性转移工艺复杂、成本较高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种保角性转移方法，所述保角性转移方法至少包括以下步骤：

1)提供XOI衬底，所述XOI衬底自下而上依次为底层硅、埋氧层及顶层X纳米薄膜；

2)在所述顶层X纳米薄膜上涂覆预设图形的光刻胶，所述预设图形为哑铃状；

3)对所述顶层X纳米薄膜进行刻蚀以将所述顶层X纳米薄膜进行图案化，形成预设图形的微结构；所述微结构包括两端区域及连接于所述两端区域之间的中间图形；

4)采用湿法腐蚀将所述埋氧层进行腐蚀，直至所述中间图形部分完全悬空，且所述两端区域以下仍有部分未被完全腐蚀掉的埋氧层； 

5)提供一基板，将所述基板与所述微结构相接触，并迅速提起以将所述微结构自所述未被腐蚀掉的埋氧层处撕裂并转移到所述基板上，所述微结构两端区域与所述未被完全腐蚀掉的埋氧层相接触的部分留在所述未被完全腐蚀掉的埋氧层上。

可选地，所述刻蚀采用反应离子刻蚀。

可选地，所述顶层X纳米薄膜的X为硅、锗或III-V族化合物。

可选地，所述顶层X纳米薄膜的厚度范围为10nm~200nm。

可选地，所述基板为柔性衬底。

可选地，所述柔性衬底的材料为聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺或蚕丝蛋白。

可选地，所述中间图形为微米带或亚微米带。

可选地，所述中间图形的宽度范围为1μm~500μm。

可选地，所述湿法腐蚀采用氢氟酸或BOE溶液。

如上所述，本发明的微结构保角性转移方法，具有以下有益效果：将待转移的微结构设计为哑铃状，由于微结构两端区域尺寸相较于中间图形尺寸较大，而氢氟酸腐蚀埋氧层时腐蚀速度是各向同性的，所以在氢氟酸侧向腐蚀纳米薄膜底下的埋氧层时，较小尺寸的中间图形下面的埋氧层会优先腐蚀完毕，而较大尺寸的两端区域下面依然会有部分埋氧层存在，形成固定结来固定微结构，避免了腐蚀完毕后所引起的图形滑移以及从腐蚀液中取出时由于溶液的表面张力所引起的排列次序混乱，从而实现保角性转移。本发明的微结构保角性转移方法利用简易的端点固定图形化设计，对微结构纳米薄膜进行固定，实现完全保角性转移，大大的降低了保角性转移工艺的复杂度，降低了工艺成本。

附图说明

图1显示为本发明的微结构保角性转移方法中XOI衬底的结构示意图。

图2显示为本发明的微结构保角性转移方法中涂覆预设图形光刻胶的示意图。

图3显示为本发明的微结构保角性转移方法中对顶层X纳米薄膜进行刻蚀形成预设图形微结构的示意图。

图4显示为本发明的微结构保角性转移方法中将埋氧层进行腐蚀之后得到的结构的示意图。