一种用于二维材料转移的基底及二维材料转移装置制造方法及图纸

本申请属于二维材料加工制备技术领域，具体涉及一种基底及二维材料转移装置。本申请的基底，包括依次层叠设置的基底层、牺牲层和二维材料层，牺牲层用于在能量源的作用下蒸发。本申请的二维材料转移装置，包括第一承载模块，用于承载基底，第二承载模块，用于承载目标衬底；第一承载模块可带动基底移动至贴合工位以使基底的二维材料层与目标衬底贴合，和/或，第二承载模块可带动目标衬底移动至贴合工位以使基底的二维材料层与目标衬底贴合；能量源，用于产生能使牺牲层蒸发的能量，从而使位于贴合工位的二维材料层与基底层分离。牺牲层可以在外部能量源的作用下迅速蒸发，可以实现二维材料的大面积转移，提高了二维材料的转移效率和转移成功率。效率和转移成功率。效率和转移成功率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于二维材料转移的基底及二维材料转移装置


[0001]本申请属于二维材料等半导体薄膜材料加工制备
，具体涉及一种用于二维材料转移的基底及二维材料转移装置。

技术介绍

[0002]二维材料是指电子仅可在两个维度的纳米尺度上自由运动(平面运动)的材料，如纳米薄膜、超晶格、量子阱。二维材料因自身优异的理化特性，使其在电子、光电及传感领域都具备巨大的应用潜力，如今，二维材料已然成为了产业与学术的“宠儿”。
[0003]在对二维材料进行光刻、刻蚀等工艺前需将其从生长基底转移至目标衬底上。但目前产业上相关工艺与装置严重缺失，现有的方案多为实验室用于实验的转移方法，转移效率低且转移面积小，易损坏二维材料，无法实现产业上所需的高效率、晶圆级的转移。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种用于二维材料转移的基底，能够解决二维材料转移效率低的技术问题，可以实现二维材料的大面积转移。
[0005]本申请实施例提供一种二维材料转移装置，能够解决二维材料转移效率低、工业化程度低的技术问题，可以实现二维材料的高精度堆叠和高精度的多次转移。
[0006]一方面，本申请实施例提供一种基底，包括依次层叠设置的基底层、牺牲层和二维材料层，牺牲层用于在能量源的作用下蒸发。
[0007]根据本申请第一方面的实施方式，牺牲层为光敏材质或者低熔沸点材质。
[0008]根据本申请第一方面前述任一实施方式，基底层为高透光率硬质材质或导热材质，或基底层的材质包括石英或者硅。
[0009]第二方面，本申请实施例提供一种二维材料转移装置，包括
[0010]第一承载模块，用于承载如上述的基底，
[0011]第二承载模块，用于承载目标衬底；
[0012]第一承载模块可带动基底移动至贴合工位以使基底的二维材料层与目标衬底贴合，和/或，第二承载模块可带动目标衬底移动至贴合工位以使基底的二维材料层与目标衬底贴合；
[0013]能量源，用于产生能使牺牲层蒸发的能量，从而使位于贴合工位的二维材料层与基底层分离。
[0014]根据本申请第二方面的实施方式，装置还包括用于产生真空环境的真空箱，贴合工位位于真空箱内，
[0015]第一承载模块可在真空箱外部与真空箱内部之间运送基底，
[0016]第二承载模块可在真空箱外部与真空箱内部之间运送目标衬底。
[0017]根据本申请第二方面前述任一实施方式，装置还包括用于承载能量源的第三承载模块。
[0018]根据本申请第二方面前述任一实施方式，能量源是光源，光源能够发出宽光谱脉冲光。
[0019]根据本申请第二方面前述任一实施方式，第三承载模块与真空箱相邻设置，真空箱的与第一承载模块相邻的侧壁设有可透过光线的透光区域，承载在第三承载模块上的光源发出的光能够透过透光区域照射到真空箱内部。
[0020]根据本申请第二方面前述任一实施方式，第一承载模块包括用于将基底运送至贴合工位的第一移动组件，第一移动组件上具有用于吸附基底的第一吸附面，第一吸附面朝向第二承载模块所在的方向。
[0021]根据本申请第二方面前述任一实施方式，第一承载模块包括第一载台，第一载台用于为第一移动组件提供移动轨道，第一移动组件沿着移动轨道在真空箱内外之间移动，
[0022]或
[0023]第一承载模块包括第一载台，第一载台用于为第一移动组件提供转轴，第一移动组件绕着转轴转动以在真空箱内外之间移动。
[0024]根据本申请第二方面前述任一实施方式，在第一承载模块上设置有多组用于检测基底层与目标衬底之间的距离的光纤组件。
[0025]根据本申请第二方面前述任一实施方式，在第一承载模块上设置的光纤组件的数量至少为3组，每组光纤组件包括光纤束，光纤束包括用于向基底层和目标衬底发射光线的发射光纤和用于接收经基底层和目标衬底反射的反射光线的接收光纤。
[0026]根据本申请第二方面前述任一实施方式，每组光纤组件还包括光纤折射镜，光纤折射镜用于改变光纤束的光路以使从发射光纤发出的光线经基底层和目标衬底反射后能够被接收光纤接收。
[0027]根据本申请第二方面前述任一实施方式，在第一承载模块上设置有用于安装光纤组件的光纤安装槽。
[0028]根据本申请第二方面前述任一实施方式，每组光纤组件还包括用于安装光纤折射镜的镜筒，光纤束与镜筒可通光地连接。
[0029]根据本申请第二方面前述任一实施方式，第一吸附面通过负压吸附基底，在第一移动组件内设置有与第一吸附面连通的用于产生负压的第一气路。
[0030]根据本申请第二方面前述任一实施方式，第二承载模块包括用于承载目标衬底的第二载台，第二载台具有用于吸附目标衬底的第二吸附面。
[0031]根据本申请第二方面前述任一实施方式，第二吸附面通过负压吸附目标衬底，在第二载台内设置有与第二吸附面连通的用于产生负压的第二气路。
[0032]根据本申请第二方面前述任一实施方式，第二承载模块还包括用于在真空箱外部与真空箱内部之间运送第二载台的第二移动组件。
[0033]根据本申请第二方面前述任一实施方式，第二承载模块还包括用于水平转动第二载台的转动机构。
[0034]根据本申请第二方面前述任一实施方式，第二承载模块还包括用于调整第二吸附面吸附的目标衬底与第一吸附面吸附的基底之间的平行度的调平组件。
[0035]根据本申请第二方面前述任一实施方式，调平组件可带动位于第二载台上的目标衬底移动至贴合工位。
[0036]根据本申请第二方面前述任一实施方式，调平组件包括基板和调平板，调平板可活动地设置在基板上，第二载台设置在调平板上，
[0037]在基板上安装有多组驱动组件，每组驱动组件能够调整与其安装位置对应的局部调平板与基板之间的距离。
[0038]根据本申请第二方面前述任一实施方式，调平板通过弹性件可活动地设置在基板上。
[0039]根据本申请第二方面前述任一实施方式，每组驱动组件包括驱动电机和驱动杆，驱动杆的一端与驱动电机连接，另一端与调平板抵接，驱动电机用于驱动驱动杆朝向调平板的方向伸出或者朝向背离调平板的方向收回。
[0040]根据本申请第二方面前述任一实施方式，驱动杆的与调平板抵接的一端设置有球头，在调平板的对应位置处设置有与球头配合的抵接孔。
[0041]根据本申请第二方面前述任一实施方式，装置还包括用于检测基底层与目标衬底是否对准的对准检测模块。
[0042]根据本申请第二方面前述任一实施方式，对准检测模块包括用于拍摄位于真空箱内的基底层和目标衬底上的对准标记的相机和调整相机的角度和位置的相机调整组件。
[0043]根据本申请第二方面前述任一实施方式，第二承载模块还包括用于调整第二载台的水平位置的第二移动组件，
[0044]二维材料转移装置还包括控制器，
[0045]控制器根据相机拍摄的图像计算基底层和目标衬底上的对准标记之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于二维材料转移的基底，其特征在于：包括依次层叠设置的基底层、牺牲层和二维材料层，所述牺牲层用于在能量源的作用下蒸发。2.根据权利要求1所述的基底，其特征在于：所述牺牲层为光敏材质、微波敏感或者低熔沸点材质。3.根据权利要求2所述的基底，其特征在于：所述基底层为高透光率材质、高透微波材质或导热材质，或所述基底层的材质包括石英或者硅等。4.一种二维材料转移装置，其特征在于：包括第一承载模块，用于承载如权利要求1至3中任一权利要求所述的基底，第二承载模块，用于承载目标衬底；所述第一承载模块可带动基底移动至贴合工位以使基底的二维材料层与目标衬底贴合，和/或，所述第二承载模块可带动目标衬底移动至贴合工位以使基底的二维材料层与目标衬底贴合；能量源，用于产生能使牺牲层蒸发的能量，从而使位于贴合工位的二维材料层与基底层分离。5.根据权利要求4所述的二维材料转移装置，其特征在于：还包括用于产生真空环境的真空箱，所述贴合工位位于所述真空箱内，所述第一承载模块可在所述真空箱外部与所述真空箱内部之间运送所述基底，所述第二承载模块可在所述真空箱外部与所述真空箱内部之间运送所述目标衬底。6.根据权利要求4所述的二维材料转移装置，其特征在于：还包括用于承载所述能量源的第三承载模块。7.根据权利要求6所述的二维材料转移装置，其特征在于：所述能量源是光源，所述光源能够发出宽光谱脉冲光。8.根据权利要求7所述的二维材料转移装置，其特征在于：所述第三承载模块与所述真空箱相邻设置，所述真空箱的与所述第一承载模块相邻的侧壁设有可透过光线的透光区域，承载在所述第三承载模块上的光源发出的光能够透过所述透光区域照射到所述真空箱内部。9.根据权利要求5所述的二维材料转移装置，其特征在于：所述第一承载模块包括用于将基底运送至贴合工位的第一移动组件，所述第一移动组件上具有用于吸附所述基底的第一吸附面，所述第一吸附面朝向所述第二承载模块所在的方向。10.根据权利要求9所述的二维材料转移装置，其特征在于：所述第一承载模块包括第一载台，所述第一载台用于为所述第一移动组件提供移动轨道，所述第一移动组件沿着所述移动轨道在所述真空箱内外之间移动，或所述第一承载模块包括第一载台，所述第一载台用于为所述第一移动组件提供转轴，所述第一移动组件绕着所述转轴转动以在所述真空箱内外之间移动。11.根据权利要求10所述的二维材料转移装置，其特征在于：在所述第一承载模块上设置有多组用于检测基底层与目标衬底之间的距离的光纤组件。
12.根据权利要求11所述的二维材料转移装置，其特征在于：在所述第一承载模块上设置的所述光纤组件的数量至少为3组，每组所述光纤组件包括光纤束，所述光纤束包括用于向基底层和目标衬底发射光线的发射光纤和用于接收经基底层和目标衬底反射的反射光线的接收光纤。13.根据权利要求12所述的二维材料转移装置，其特征在于：每组所述光纤组件还包括光纤折射镜，所述光纤折射镜用于改变所述光纤束的光路以使从所述发射光纤发出的光线经基底层和目标衬底反射后能够被所述接收光纤接收。14.根据权利要求13所述的二维材料转移装置，其特征在于：在所述第一承载模块上设置有用于安装所述光纤组件的光纤安装槽。15.根据权利要求14所述的二维材料转移装置，其特征在于：每组所述光纤组件还包括用于安装所述光纤折射镜的镜筒，所述光纤束与...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗先刚，张仁彦，刘吉夫，刘明刚，李雄，
申请(专利权)人：天府兴隆湖实验室，
类型：发明
国别省市：