载体-衬底粘附系统技术方案

公开了一种用于创建三维纳米结构的系统和方法。该系统包含使用接合剂接合到载体的衬底。接合剂可以是可汽化的或可升华的。载体可以是玻璃或类玻璃物质。在一些实施例中，载体可以是可渗透的，其具有接合剂在利用热、压强、光或其他方法转化为气态时可以通过其逸出的一个或多个孔。使用接合剂将衬底接合到载体。然后处理衬底以形成膜。该处理可以包含研磨、抛光、刻蚀、图案化或其他步骤。然后将经处理的膜对准并加接到接收衬底或先前沉积的膜。在适当地附接以后，则对接合剂进行加热、减压或以其他方式导致其升华或汽化，由此从载体释放经处理的膜。

Carrier substrate adhesion system

A system and method for creating three-dimensional nanostructures is disclosed. The system includes a substrate bonded to the carrier using a binder. The conjugation agent may be vaporized or sublimable. The carrier can be glass or glass like material. In some embodiments, the carrier can be permeable, with one or more holes escaping through the heat, pressure, light, or other methods converted into the gaseous state by the conjugation agent. The substrate is joined to the carrier by the use of the bonding agent. The substrate is then processed to form a film. The process can include grinding, polishing, etching, patterning or other steps. The treated film is then aligned and attached to the receiving substrate or the previously deposited film. After proper attachment, the bonding agent is heated, decompressed, or otherwise induced sublimation or vaporization, thereby releasing the treated membrane from the carrier.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】载体-衬底粘附系统
本申请要求于2015年10月8日提交的美国临时专利申请序列号62/238,930和62/238,764以及于2016年5月23日提交的美国专利申请序列号15/161,646的优先权，其公开通过引用以其整体被并入本文中。
技术介绍
三维纳米结构在各种应用具有功用，诸如具有嵌入式器件的光子晶体、三维集成半导体电子器件、三维半导体存储器、组织支架、渐变光学折射率组件、异质单晶晶格失配结构等。在一些实施例中，这些三维纳米结构是通过将预先图案化的膜彼此对准并堆叠或者对准并堆叠到接收衬底上来制作的。典型地，这些膜中的一些被图案化。这种图案化可以包含引入孔、通道、注入化学元素的区域、电子或光子器件或其他结构。附加地，图案化可以包含将膜划分成多个不相交的部分。已经描述了用以堆叠图案化的膜的各种技术。例如，每个膜可以设置在框架上。在这样的实施例中，膜可以通过使用裂解点而耦合到外部框架。图案化的膜与附接的框架一起与衬底或先前沉积的膜对准。在对准之后，能够切断裂解点，由此将框架与膜分离。然而，虽然这种技术在某些应用中可能是可接受的，但是其可能不适于具有压应力的膜或不相交的膜。因此，如果存在用于对膜进行运输和对准以创建三维纳米结构的改进的载体系统，则将是有益的。
技术实现思路
公开了一种用于创建三维纳米结构的系统和方法。该系统包含使用可以是可汽化或可升华的接合剂接合到载体的衬底。载体可以是玻璃或类玻璃物质、硅、另一无机材料、或者其本身可以是可汽化或可升华的材料。在其他实施例中，载体可以是烧结的、气凝胶或毛细管阵列。在一些实施例中，载体可以是可渗透的。例如，载体可以具有在接合剂被加热或以其他方式转化为气体时可以通过其逸出的一个或多个孔。使用接合剂将诸如硅、砷化镓、氮化镓、石墨烯或另一材料的衬底接合到载体。然后可以处理衬底以形成期望的膜。该处理可以包含研磨、切片、抛光、经由光刻手段的图案化、刻蚀、金属化或其他图案化的手段。然后将在下文中被称为制品的衬底或经处理的膜对准到接收衬底或先前沉积的膜。在适当地对准以后，则对接合剂进行加热、减压或以其他方式导致其升华或汽化，由此从载体释放衬底或经处理的膜。该过程可以重复多次以构建期望的膜堆叠。在一个实施例中，公开了一种分离利用接合剂附接到载体的制品的方法。该方法包括使接合剂从固体转变为液态；并且将液态芯吸（wick）离开载体和制品之间的间隙，以便从载体释放制品。在某些实施例中，载体是可渗透的。在一些实施例中，接合剂经由分解或熔化中的至少一个而转变为液态。在一些实施例中，液态的接合剂至少部分地储存在可渗透的载体内。在一些实施例中，液态的接合剂转变为气体并且传递通过可渗透的载体。在某些实施例中，液态的接合剂转变为气体，并且气体中的至少一些以其液态或固态中的至少一种聚积在可渗透的载体中。在另一实施例中，公开了一种分离制品的方法。该方法包括：通过经由增加局部或整体气氛的温度或者降低其压强使接合剂从固体进行转变而从接合剂释放制品。在某些实施例中，接合剂是可汽化的或可升华的。在一些实施例中，接合剂包括具有一个或多个核和一个或多个柄（handle）的分子，以优化溶剂溶解度、耐化学性、内聚力、粘附性、熔点、热容和蒸气压中的至少一个。在一些实施例中，接合剂分解或在结构上被修改成一种或多种可升华或可汽化的物种（species）。在一些实施例中，接合剂经历光引发断裂或构造改变成具有较高蒸气压的一种或多种试剂。在某些实施例中，接合剂将制品附接到载体。在某些实施例中，载体是可渗透的。在某些实施例中，可渗透的载体包括气凝胶、干凝胶或从可溶凝胶产生的其他材料中的至少一种。在某些实施例中，可渗透的载体包括毛细管阵列、玻璃料或多孔纤维材料中的至少一种。在某些实施例中，可渗透的载体包括不是多孔的至少一个嵌入式结构。在一些实施例中，嵌入式结构调整可渗透的载体的热、电磁、流体或机械性质。在另一实施例中，公开了一种处理衬底以形成膜的方法。该方法包括将具有第一熔点的第一接合剂和具有高于第一熔点的第二熔点的第二接合点混合在一起以形成接合剂混合物；熔化接合剂混合物；使用熔化的接合剂混合物将载体接合至衬底；使第一接合剂蒸发、升华或以其他方式从接合剂混合物中去除，留下第二接合剂；在已经从接合剂混合物中去除第一接合剂之后处理衬底以形成膜；以及在处理之后使接合剂混合物升华或蒸发以从载体去除膜。在某些实施例中，接合发生的温度低于膜从载体去除的温度。附图说明为了更好地理解本公开，参考附图，附图通过引用并入本文中并且在附图中：图1A示出了附接之前的载体和衬底；图1B示出了接合到载体的衬底；图2A示出了研磨之后的接合到载体的膜；图2B示出了图案化之后的图2A的膜；图2C示出了图2B的膜的顶视图；图3A示出了在图2B的膜和载体对准到接收衬底时的图2B的膜和载体；图3B示出了膜堆叠之后创建的纳米结构；图4示出了根据一个实施例的流程图；图5示出了根据一个实施例的多孔载体；图6示出了根据一个实施例的可以用作载体的材料的特写视图；图7比较了针对各种可能的接合剂的熔点和标准蒸气压；以及图8示出了使用接合剂的混合物的流程图。具体实施方式利用接合剂将衬底加接到载体，并且然后可以对衬底进行处理以创建膜。然后能够将被称为制品的衬底或膜堆叠在接收衬底或其他先前沉积的制品的顶部上以创建三维纳米结构。贯穿本公开，参考衬底的附接以及膜从载体的分离。然而，要注意的是，在某些实施例中，衬底在被附接到载体之后未被处理。例如，载体可以用于诸如在运输期间支撑衬底。因此，虽然本公开描述了其中衬底在分离之前被处理的实施例，但是要理解的是，在这些实施例中的每个中，被分离的制品可以是原始衬底或经处理的膜。图1A示出了在处理之前的载体10和衬底20。载体10可以是任何半刚性非晶或结晶材料或者复合物。在一些实施例中，载体10可以是柔性玻璃或类似材料。载体10的尺寸可以变化。例如，其长度和宽度可以基于正在被创建的膜的大小。在一个实施例中，载体10可具有25mm的直径，然而其他尺寸在本公开的范围内。载体10的厚度也可以变化，但是在一些实施例中，该厚度可以在0.1mm和10mm之间，然而其他厚度也是可能的。在一些实施例中，载体10可以是可渗透的。在一个实施例中，载体10的渗透率可以大于1x10-12毫达西。可渗透的载体10可以具有各种构造和材料。例如，在一个实施例中，载体10含有延伸通过载体10的厚度的一个或多个孔12，如图5所示出的那样。这些孔12可以具有在纳米至数百微米的范围内的直径，然而该直径可以变化。载体10的孔隙率可以大于20％。在一些实施例中，孔隙率大于50％。下面将更详细地描述孔12的目的。在另一实施例中，载体10由于由如下材料构成而是多孔的：所述材料包括仅在有限的点处彼此接触、从而在颗粒之间留下足够大以使得气体能够传递通过载体的路径的颗粒。例如，图5示出了这样的材料的视图，在该实施例中，该材料是烧结玻璃。图5示出了材料的特写视图，使得颗粒之间的路径是可见的。当然，可以使用包含颗粒或分子之间的路径的其他材料，并且本公开不限于该材料或任何其他特定材料。在另一实施例中，载体10可以由一种或多种可升华或可汽化的材料制成。在该实施例中，载体可以直接加接到衬底20而没有任何本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分离利用接合剂附接到载体的制品的方法，包括：使所述接合剂从固体转变为液态；以及将液态芯吸离开所述载体和所述制品之间的间隙，以便从所述载体释放所述制品。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.08 US 62/238930;2015.10.08 US 62/238764;201.一种分离利用接合剂附接到载体的制品的方法，包括：使所述接合剂从固体转变为液态；以及将液态芯吸离开所述载体和所述制品之间的间隙，以便从所述载体释放所述制品。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述载体是可渗透的。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述接合剂经由分解或熔化中的至少一个而转变为液态。4.根据权利要求2所述的方法，其中，液态的接合剂至少部分地储存在所述可渗透的载体内。5.根据权利要求2所述的方法，其中，液态的接合剂转变为气体，并且传递通过所述可渗透的载体。6.根据权利要求2所述的方法，其中，液态的接合剂转变为气体，并且所述气体中的至少一些以其液态或固态中的至少一种聚积在所述可渗透的载体中。7.根据权利要求1所述的方法，其中，液态的接合剂转变为气体。8.一种分离制品的方法，包括：通过经由增加局部或整体气氛的温度或者降低其压强使接合剂从固体进行转变而从所述接合剂释放所述制品。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述接合剂是可汽化的或可升华的。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述接合剂包括具有一个或多个核和一个或多个柄的分子，以优化溶剂溶解度、耐化学性、内聚力、粘附性、熔点、热容和蒸气压中的至少一个。11.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：HI史密斯，CP富斯托拉，KA米丽卡，JJ富斯托拉，DS弗里曼，
申请(专利权)人：麻省理工学院，
类型：发明
国别省市：美国,US