一种金属图形化方法技术

本发明专利技术公开一种金属图形化方法，包括步骤：A)提供一具有预设微纳图形结构的压印版；B)在所述压印版上依次形成抗粘附层及金属膜层；C)提供一基片，并使所述基片与完成步骤B)的压印版在预定压力和预定温度下进行接触；D)将步骤A)中的压印版与所述基片分开，以使所述金属膜层转移到所述基片上，从而在所述基片上形成纳米金属结构。本发明专利技术的金属图形化方法利用具有侧壁内凹的结构体的压印版，能够有效地减小转移到基片上的纳米金属结构的边缘粗糙度，且可以实现真空环境下的金属图形化。而且，本发明专利技术的金属图形化方法精度高、工艺简单，大大降低了金属图形化特别是金属纳米结构图形化的成本，同时还能够提高加工效率。

Metal graphic method

The invention discloses a metal patterning method, comprising the steps of: A) providing a default version of the micro nano imprinting graph structure; B) in the printing version are sequentially formed on the adhesion layer and a metal layer; C) providing a substrate, and the substrate with the completion of step B) imprint version of contact at a predetermined pressure and temperature; D) the step A) separately with the imprint in the substrate, so that the metal film is transferred to the substrate, thereby forming a nano metal structure on the substrate. The graphical method of the invention of the metal structure has a version using imprint in the side wall of the concave, can effectively reduce the transfer to the nanometer metal structure on the substrate edge roughness, and it can realize the graphical metal under vacuum environment. Moreover, the metal patterning method has the advantages of high precision and simple process, and greatly reduces the cost of metal patterning, especially the patterning of the metal nano structure.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微纳加工
，具体地讲，涉及一种金属图形化的方法。
技术介绍
图形化是微纳加工
中最为重要的技术之一，其中，金属图形化对于制备电极、实现光互联以及形成刻蚀掩模都极为重要。现有技术的金属图形化技术一般采用光学曝光和显影的技术来定义图形，并通过刻蚀来形成图形。这种技术大量用到有机试剂，对于有机电子器件而言难以应用。此外，这种液相的工艺技术也无法适应真空环境下对图形化技术的需求。考虑到纳米结构的高效率制备，普通光学曝光技术还受到精确度的制约。微接触图形转移技术是一类通过物理接触来实现微结构图形从一个样品表面向另一个样品表面转移的工艺技术。这种技术类似于压印技术，但不需要将带有图形的模板压入被压印材料中，而是通过表面粘附性的差异，实现图形尤其是金属材料的转移。然而，现有技术的微接触图形转移技术多采用有机化学分子单层涂覆被压印样品来提高金属薄膜的粘附性或者有机化学分子单层涂覆压印版上的金属膜来形成刻蚀掩模，但这样都破坏了金属与被压印样品的直接接触，增加了接触电阻，而且后者还存在有机化学分子单层的表面扩散问题，影响图形精度。此外，这些技术采用的压印版上的图形是正台面结构，虽然适合三维图形的转移，但极大增加了压印图形的边缘粗糙度。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种金属图形化方法，包括步骤：A)提供一具有预设微纳图形结构的压印版；B)在所述压印版上依次形成抗粘附层及金属膜层；C)提供一基片，并使所述基片与完成步骤B)的压印版在预定压力和预定温度下进行接触；D)将步骤A)中的压印版与所述基片分开，以使所述金属膜层转移到所述基片上，从而在所述基片上形成纳米金属结构。进一步地，所述压印版采用的材料为硅或石英或聚二甲基硅氧烷。进一步地，所述抗粘附层采用的材料为硅烷基的化学单层，其中，所述硅烷基的化学单层通过浸泡或旋涂的方法形成在所述压印版上。进一步地，所述抗粘附层采用的材料为碳氟化合物，其中，所述碳氟化合物通过干法沉积的方法形成在所述压印版上。进一步地，所述金属膜层采用的材料为金、银、钛、铜、铝、镍、铬中的一种或多种。进一步地，所述预定压力的范围为5标准大气压至15标准大气压。进一步地，所述预定温度的范围为70摄氏度至120摄氏度。进一步地，所述基片采用的材料为硅或二氧化硅或石英或聚对苯二甲酸乙二酯。进一步地，所述预设微纳图形结构包括阵列排布的若干结构体，其中，每个结构体的侧壁具有内凹的形状。进一步地，所述具有预设微纳图形结构的压印版通过倒模的方式形成。本专利技术的金属图形化方法利用具有侧壁内凹的结构体的压印版，易于将结构体顶端的金属膜层与结构体之间的金属膜层分离，且能够有效地减小转移到基片上的纳米金属结构的边缘粗糙度。此外，本专利技术的金属图形化方法无需涂胶和显影等湿法工艺，可以实现真空环境下的金属图形化，且可以实现在有机材料基片上的金属图形化。而且，本专利技术的金属图形化方法精度高、工艺简单，大大降低了金属图形化特别是金属纳米结构图形化的成本，同时还能够提高加工效率。附图说明通过结合附图进行的以下描述，本专利技术的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：图1是根据本专利技术的金属图形化方法的流程图；图2是根据本专利技术的制备纳米金属结构的过程示意图；图3是根据本专利技术的具有预设微纳图形结构的压印版的另一实施方式；图4是形成本专利技术的具有预设微纳图形结构的压印版的模板的实施方式；图5是根据本专利技术的实施例1的对比实验结果的扫描电子显微镜图；图6是根据本专利技术的实施例1的实验结果的扫描电子显微镜图；图7是根据本专利技术的实施例2的实验结果的示意图；图8是根据本专利技术的实施例3的转移到基片上的一维金属光栅结构的消光比光谱图。具体实施方式以下，将参照附图来详细描述本专利技术的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本专利技术，并且本专利技术不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本专利技术的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本专利技术的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。图1是根据本专利技术的金属图形化方法的流程图。图2是根据本专利技术的制备纳米金属结构的过程示意图；其中，(a)图为本专利技术的金属图形化方法的步骤110的示意图；(b)图为本专利技术的金属图形化方法的步骤120的示意图；(c)图为本专利技术的金属图形化方法的步骤130的示意图；(d)图为本专利技术的金属图形化方法的步骤140的示意图。参照图1和图2，在步骤110中，提供一具有预设微纳图形结构的压印版10。这里，所述预设微纳图形结构包括阵列排布的若干结构体11，其中，每个结构体11具有其侧壁内凹的形状。在本专利技术中，可利用各向同性刻蚀的方法直接在平整、光滑的压印版的表面形成具有侧壁内凹的形状的若干结构体11的压印版10。在本专利技术中，压印版10采用的材料为硅或石英或聚二甲基硅氧烷，但本发明并不局限于此。在步骤120中，在压印版10上依次形成抗粘附层20及金属膜层30。这里，抗粘附层20可采用的材料为硅烷基的化学单层或碳氟化合物；其中，当抗粘附层20采用的材料为硅烷基的化学单层时，可通过浸泡或旋涂的方法将硅烷基的化学单层形成在压印版10上；当抗粘附层20采用的材料为碳氟化合物时，可通过干法沉积的方法将碳氟化合物形成在压印版10上。在抗粘附层20上沉积形成金属膜层30。在本专利技术中，金属膜层30为一层金属膜，但本专利技术并不限制于此，金属膜层30可包括多层金属膜。此外，在本专利技术中，可通过热蒸发或电子束蒸发或溅射的方法制备金属膜层30。金属膜层30采用的材料为金、银、钛、铜、铝、镍、铬中的一种或多种。在步骤130中，提供一基片40，并使该基片40与完成步骤120的压印版10在预定压力和预定温度下进行接触。这里，所述预定压力的范围可在5标准大气压至15标准大气压之间，但本专利技术并不限制于此。所述预定温度的范围可在70摄氏度至120摄氏度之间，但本专利技术并不限制于此。基片40采用的材料可为硅等无机半导体材料、二氧化硅或石英、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等有机材料。在步骤140中，将步骤110中的压印版10与基片40分开，以使金属膜层30转移到基片40上，从而在基片40上形成纳米金属结构(或称金属图案)。这里，该纳米金属结构可作为电极或刻蚀掩模或光学功能器件(例如滤波器、光束本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属图形化方法，其特征在于，包括步骤：A)提供一具有预设微纳图形结构的压印版；B)在所述压印版上依次形成抗粘附层及金属膜层；C)提供一基片，并使所述基片与完成步骤B)的压印版在预定压力和预定温度下进行接触；D)将步骤A)中的压印版与所述基片分开，以使所述金属膜层转移到所述基片上，从而在所述基片上形成纳米金属结构。

【技术特征摘要】
1.一种金属图形化方法，其特征在于，包括步骤：
A)提供一具有预设微纳图形结构的压印版；
B)在所述压印版上依次形成抗粘附层及金属膜层；
C)提供一基片，并使所述基片与完成步骤B)的压印版在预定压力和预定
温度下进行接触；
D)将步骤A)中的压印版与所述基片分开，以使所述金属膜层转移到所述
基片上，从而在所述基片上形成纳米金属结构。
2.根据权利要求1所述的金属图形化方法，其特征在于，所述压印版采用
的材料为硅或石英或聚二甲基硅氧烷。
3.根据权利要求1所述的金属图形化方法，其特征在于，所述抗粘附层采
用的材料为硅烷基的化学单层，其中，所述硅烷基的化学单层通过浸泡或旋涂
的方法形成在所述压印版上。
4.根据权利要求1所述的金属图形化方法，其特征在于，所述抗粘附层采
用的材料为碳氟化合物，其中，所述碳氟化合物通过干法沉积的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈沁，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32