一种厚膜材料纳米图形刻蚀方法

技术特征：
1.一种厚膜材料纳米图形刻蚀方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)将薄膜材料转移到衬底上；(2)旋涂ar-p 669.04，600r 10s 6000r 60s，之后烘箱150℃条件下烘1h，再旋涂ar-p 679.03，600r 10s 6000r 60s，之后热板150℃条件下烘3min；曝光之后形成倒梯形结构；(3)在旋涂后的薄膜材料上进行电子束光刻图形；(4)光刻图形的表面电子束蒸镀铝膜，铝膜厚度为50nm；(5)丙酮剥离，去除有电子束胶部分的铝，之后进行icp刻蚀；(6)200℃条件下，使用氯气去除表面电子束蒸镀铝薄膜，得到刻蚀后的薄膜结构。2.根据权利要求1所述的厚膜材料图形刻蚀方法，其特征在于，所述薄膜厚度为几十纳米厚。3.根据权利要求1所述的厚膜材料图形刻蚀方法，其特征在于，所述步骤1中，所述薄膜材料为宏观组装石墨烯纳米薄膜；或者溴、氯化钼、氯化铜、二硫化钼掺杂的宏观组装石墨烯纳米薄膜；所述衬底包含：半导体、玻璃或聚合物。4.根据权利要求1所述的厚膜材料图形刻蚀方法，其特征在于，步骤(3)中，电子束光刻图形的线宽尺寸最小为100nm。5.根据权利要求2所述的厚膜材料图形刻蚀方法，其特征在于，所述宏观组装石墨烯纳米薄膜制备具体步骤如下：(1)在aao基底上抽滤得到氧化石墨烯膜，薄膜厚度为60nm,90nm，120nm，150nm,180nm；(2)将aao go薄膜置于具有hi蒸汽的腔体中进行化学还原，热源为温度为80-120摄氏度的油浴或水浴，还原后，氧化石墨烯从基底自动剥离，所述腔体中，hi的浓度在0.3g/l以上，且水蒸气的浓度在0.07g/以下。所述腔体为密闭腔体，盛有氢碘酸溶液，腔体顶部具有吸水区；且所述腔体下部置于热源中；所述腔体内设有一位于所述氢碘酸溶液液面以上的载物架，用于装载氧化石墨烯纳米膜的基底；载物架为聚四氟乙烯网架或镂空玻璃架。(3)将剥离后的氧化石墨烯薄膜置于石墨炉中，制备20nm,30nm,40nm,50nm和60nm厚度石墨烯薄膜,烧结时间4小时，温度范围为1300℃-3000℃。6.根据权利要求5所述的厚膜材料图形刻蚀方法，其特征在于，所述溴掺杂宏观组装石墨烯纳米薄膜制备具体步骤如下：(1)将制备的宏观组装石墨烯纳米薄膜转移到半导体衬底；(2)将表面贴有宏观组装石墨烯薄纳米薄膜的半导体衬底中加入5ml液溴，室温掺杂24h。7.根据权利要求5所述的厚膜材料图形刻蚀方法，其特征在于，所述氯化钼掺杂宏观组装石墨烯纳米薄膜制备具体步骤如下：(1)将制备的宏观组装石墨烯纳米薄膜转移到半导体衬底；(2)向表面贴有宏观组装石墨烯薄纳米薄膜的半导体衬底环境中加入氯化钼和氧化钼，真空300度煅烧24h。8.根据权利要求5所述的厚膜材料图形刻蚀方法，其特征在于，所述氯化铜掺杂宏观组装石墨烯纳米薄膜制备具体步骤如下：(1)将制备的宏观组装石墨烯纳米薄膜转移到半导体衬底；(2)向表面贴有宏观组装石墨烯薄纳米薄膜的半导体衬底环境中加入氯化铜，真空300
度煅烧24h。

技术总结
本发明公开了一种厚膜材料纳米图形刻蚀方法，将几十纳米厚度薄膜材料转移到衬底上(半导体、聚合物、玻璃等)，采用电子束光刻技术在薄膜表面刻蚀纳米量级图形，EBL胶采用上下两种不同得胶形成倒梯形结构。然后采用电子束蒸发，蒸镀一层铝金属薄膜，利用丙酮剥离，ICP(感应耦合等离干法刻蚀)刻蚀薄膜，200℃通氯气，去除表面铝，即可得到不同线宽的薄膜结构，线宽最小可达到百纳米量级。本发明可以刻蚀几十纳米厚度的薄膜，解决了图形化刻蚀纳米量级薄膜只能刻蚀单层或少层二维材料的问题。薄膜只能刻蚀单层或少层二维材料的问题。薄膜只能刻蚀单层或少层二维材料的问题。


技术研发人员：徐杨 曹小雪 吴少雄 彭蠡
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2022.03.09
技术公布日：2022/6/10