[发明专利]一种晶圆级二维材料的洁净转移方法

权利要求书

1.一种晶圆级二维材料的洁净转移方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)配制聚甲基丙烯酸甲酯溶液：将重均分子量大于等于100万的聚甲基丙烯酸甲酯和重均分子量小于等于1万的聚甲基丙烯酸甲酯混合，加入有机溶剂溶解形成固含量为3～15％的聚甲基丙烯酸甲酯溶液，所述重均分子量小于1万的聚甲基丙烯酸甲酯在溶液中聚甲基丙烯酸甲酯的质量占比为30～60％；

(2)催化衬底/二维材料与韧性PMMA支撑层复合：在催化衬底/二维材料的二维材料表面旋涂所述聚甲基丙烯酸甲酯溶液，加热干燥形成厚度为0.5～2μm的韧性PMMA支撑层，复合得到催化衬底/二维材料/韧性PMMA支撑层；

(3)去除催化衬底：将所述催化衬底/二维材料/韧性PMMA支撑层进行刻蚀或分离除去催化衬底形成二维材料/PMMA支撑层，然后将所述二维材料/PMMA支撑层的二维材料面转移至目标衬底上形成韧性PMMA支撑层/二维材料/目标衬底；

(4)除去韧性PMMA支撑层：将所述韧性PMMA支撑层/二维材料/目标衬底置于紫外下进行光辐照降解，然后将其置于酮类溶剂中溶解去除残留韧性PMMA支撑层即可。

2.根据权利要求1所述的转移方法，其特征在于，步骤(1)中所述重均分子量大于等于100万的聚甲基丙烯酸甲酯按照如下方法制备：

向提纯后的聚甲基丙烯酸甲酯单体中加入光引发剂，晃动使其溶解形成透明溶液，在无氧的高纯氮气环境下置于紫外光源下使其缓慢固化即可得到重均分子量大于等于100万的聚甲基丙烯酸甲酯；

所述光引发剂的质量小于等于所述提纯后的聚甲基丙烯酸甲酯单体质量的0.2wt％；

所述光引发剂为光引发剂TPO。

3.根据权利要求1所述的转移方法，其特征在于，步骤(1)中所述重均分子量大于等于100万的聚甲基丙烯酸甲酯按照如下自由基聚合的方法制备：

向提纯后的聚甲基丙烯酸甲酯单体中加入热引发剂，晃动使其溶解形成透明溶液，无氧或惰性气体环境下加热至60～70℃使其缓慢固化即可得到重均分子量大于等于100万的聚甲基丙烯酸甲酯；

所述热引发剂的质量小于等于所述提纯后的PMMA单体质量的0.2wt％；

所述热引发剂为AIBN或过氧化二苯甲酰。

4.根据权利要求1所述的转移方法，其特征在于，步骤(1)中所述重均分子量小于等于1万的聚甲基丙烯酸甲酯按照如下方法制备：

将提纯后的聚甲基丙烯酸甲酯单体与乳酸丁酯均匀混合，加入热引发剂，使引发剂溶解形成透明溶液，搅拌并升温至80℃反应0.5～2h，继续升温至90℃反应0.1～0.5h后冷却至室温，滴加到石油醚中使聚合物沉淀析出，抽滤干燥后得到重均分子量小于等于1万的聚甲基丙烯酸甲酯；

所述热引发剂的质量为所述提纯后的PMMA单体质量的1～5wt％，所述提纯后的PMMA单体与乳酸丁酯的质量比小于等于1:1；

所述热引发剂为AIBN或过氧化二苯甲酰。

5.根据权利要求1所述的转移方法，其特征在于，步骤(1)中所述有机溶剂为酯类溶剂或酮类溶剂；

所述酯类溶剂为乳酸丁酯或乙酸丁酯；所述酮类溶剂为甲酮或丙酮。

6.根据权利要求1所述的转移方法，其特征在于，步骤(2)中所述旋涂的具体方法为：以500～3000rpm的转速进行旋涂10～35s；

所述加热干燥具体为：在60～120℃下干燥10～50min。

7.根据权利要求1所述的转移方法，其特征在于，步骤(3)中所述刻蚀采用的溶液为过硫酸铵溶液或硝酸铁溶液；

所述分离采用的溶液为氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液。

8.根据权利要求1所述的转移方法，其特征在于，步骤(3)中刻蚀或分离过程中采用的溶液的质量分数为0.5～2.0％。