【技术实现步骤摘要】
本申请涉及二维材料转移，具体而言，涉及一种膜层结构、二维材料转移方法及装置。
技术介绍
1、目前学术界多数二维材料转移方法存在硬质衬底上难以实现晶圆级二维材料转移、转移过程相对复杂、转移耗材难以循环使用、转移后二维材料表面残胶难以去除等问题。
2、现有的二维材料转移方法中，有的将不同分子量的聚甲基丙烯酸甲酯混合形成聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)溶液，从而提高在二维材料表面旋涂后形成的pmma支撑层的韧性以及厚度，以解决晶圆级二维材料在转移过程中存在的力学支撑问题，避免转移破损；同时还通过紫外光辐照降解的方法，使pmma厚膜降解减薄，最终结合溶剂溶解去除pmma薄膜，实现晶圆级二维材料的洁净转移。但是，该难以完全去除pmma；且该方法通过紫外光辐照来减薄支撑层需要一定响应时间，因此转移效率相对低。
技术实现思路
1、为了至少克服现有技术中的上述不足，本申请的目的在于提供一种膜层结构、二维材料转移方法及装置。
2、第一方面，本申请实施例提供一种膜层结构，包括顺序设置的第一介质层、抗反射层、第二介质层和能量转换层，
3、第一介质层和第二介质层具有高透过率，
4、抗反射层用于使从第一介质层入射的光透过，阻止从第二介质层入射的光透过，
5、能量转换层用于将入射至能量转换层的光转换成热能。
6、在一种可能的实现方式中，第一介质层和第二介质层的透过率高于90％，从第一介质层入射至抗反射层的光的透过率高于90％，从第二介质层方向
7、在一种可能的实现方式中，第一介质层的材质为二氧化硅或氟化镁，
8、第二介质层的材质为二氧化硅或氟化镁，
9、抗反射层的材质为铬或钨钛合金，
10、能量转换层的材质为金或铬或钨钛合金。
11、在一种可能的实现方式中，第一介质层的厚度为50～100nm，
12、第二介质层的厚度为50～100nm，
13、抗反射层的厚度为2～10nm，
14、能量转换层的厚度为80～200nm。
15、第二方面，本申请实施例还提供一种二维材料转移方法，包括如下步骤：
16、使第一衬底与第二衬底贴合得到第一结构体，其中，第一衬底上依次承载有如上的膜层结构、牺牲层和疏水层，第二衬底上承载有二维材料层，第一结构体中疏水层与二维材料层贴合；
17、去除第一结构体表面的第二衬底得到第二结构体；
18、对第二结构体表面的二维材料层进行图案化处理，得到第三结构体；
19、使第三结构体与目标衬底贴合得到第四结构体，第四结构体中的二维材料层与目标衬底贴合；
20、使光透过第一衬底照射至膜层结构，膜层结构将光转换成热能使牺牲层在热能作用下气化，从而将疏水层、二维材料层释放至目标衬底，得到第五结构体；
21、去除第五结构体表面的疏水层。
22、在一种可能的实现方式中，在使第一衬底与第二衬底贴合得到第一结构体之前，还包括步骤：
23、在第一衬底生长膜层结构；
24、在膜层结构上涂牺牲层材料液，加热干燥后在膜层结构表面形成牺牲层；
25、在牺牲层上生长疏水层。
26、在一种可能的实现方式中，牺牲层材料液为聚邻苯二甲酰胺溶液，聚邻苯二甲酰胺溶液由以下方法制得：
27、将聚邻苯二甲酰胺粉末加入有机溶剂溶解形成固含量为2.5～5％的聚邻苯二甲酰胺溶液。
28、在一种可能的实现方式中，在膜层结构上涂牺牲层材料液，加热干燥后在膜层结构表面形成牺牲层，包括如下步骤：
29、在第一衬底上以2000～4000rpm的转速旋涂聚邻苯二甲酰胺溶液30～60s；
30、在75～85℃下对旋涂了聚邻苯二甲酰胺溶液的第一衬底进行加热干燥2.5～3.5min，形成40～60nm厚度的牺牲层。
31、在一种可能的实现方式中，使光透过第一衬底照射至膜层结构的步骤中，
32、光的辐照能量范围为0～2kj，和/或
33、照射时间为1～100s/1hz。
34、在一种可能的实现方式中，有机溶剂为苯甲醚。
35、在一种可能的实现方式中，对第二结构体表面的二维材料层进行图案化处理，包括步骤：
36、在第二结构体的二维材料层表面旋涂、烘烤光刻胶，形成光刻胶层；
37、使光刻胶层在紫外光下曝光、显影形成特定的图案；
38、对图案化后的光刻胶层进行加热干燥；
39、对光刻胶层图案化后的第二结构体进行刻蚀；
40、去除光刻胶层，得到图案化的二维材料层。
41、第三方面，本申请实施例还提供一种二维材料转移装置，用于将承载于第三结构体上的二维材料转移至目标衬底，第三结构体包括依次层叠设置的第一衬底、如上的膜层结构、牺牲层、疏水层和图案化的二维材料层，二维材料转移装置包括
42、承片台，用于承载目标衬底，
43、吸片台，用于吸附第三结构体，
44、承片台与吸片台之间可形成真空环境，转移过程中，目标衬底和第三结构体均处于真空环境中，
45、光源组件，用于向第三结构体发射光，
46、控制器，用于控制光源组件向处于真空环境中的第三结构体发出光，以使膜层结构的能量转换层将光转换成热能对牺牲层加热，最终使牺牲层在热能作用下气化，实现二维材料层向目标衬底的转移。
47、基于上述任意一个方面，本申请实施例提供的一种二维材料转移方法及装置，采用在脉冲激光作用下能够气化的牺牲层材料，通过脉冲激光照射牺牲层材料，使特定区域的二维材料微区图案被释放至目标衬底，完成二维材料的转移，与传统的二维材料转移方法相比，具有如下优点：
48、(1)洁净转移：传统干法、释放转移工艺或多或少会导致残胶等问题，本专利技术所采用的牺牲层材料受热后气化释放，不会在二维材料上残留，转移完成后的二维材料更加洁净；
49、(2)晶圆级转移：通过膜层结构将宽波段高功率光转化为高热从而释放第一衬底与二维材料层之间的牺牲层，从而实现将二维材料转移到晶圆级目标衬底的功能。
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1.一种膜层结构，其特征在于：包括顺序设置的第一介质层、抗反射层、第二介质层和能量转换层，
2.根据权利要求1所述的膜层结构，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的膜层结构，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的膜层结构，其特征在于：
5.一种二维材料转移方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的二维材料转移方法，其特征在于，在所述使第一衬底与第二衬底贴合得到第一结构体之前，还包括步骤：
7.根据权利要求6所述的二维材料转移方法，其特征在于，所述牺牲层材料液为聚邻苯二甲酰胺溶液，所述聚邻苯二甲酰胺溶液由以下方法制得：
8.根据权利要求7所述的二维材料转移方法，其特征在于，所述在所述膜层结构上涂牺牲层材料液，加热干燥后在所述膜层结构表面形成牺牲层，包括如下步骤：
9.根据权利要求5所述的二维材料转移方法，其特征在于：所述使光透过所述第一衬底照射至所述膜层结构的步骤中，
10.根据权利要求7所述的二维材料转移方法，其特征在于：所述有机溶剂为苯甲醚。
12.一种二维材料转移装置，用于将承载于第三结构体上的二维材料转移至目标衬底，所述第三结构体包括依次层叠设置的第一衬底、如权利要求1至4中任一权利要求所述的膜层结构、牺牲层、疏水层和图案化的二维材料层，其特征在于：所述二维材料转移装置包括
...【技术特征摘要】
1.一种膜层结构，其特征在于：包括顺序设置的第一介质层、抗反射层、第二介质层和能量转换层，
2.根据权利要求1所述的膜层结构，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的膜层结构，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的膜层结构，其特征在于：
5.一种二维材料转移方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的二维材料转移方法，其特征在于，在所述使第一衬底与第二衬底贴合得到第一结构体之前，还包括步骤：
7.根据权利要求6所述的二维材料转移方法，其特征在于，所述牺牲层材料液为聚邻苯二甲酰胺溶液，所述聚邻苯二甲酰胺溶液由以下方法制得：
8.根据权利要求7所述的二维材料转移方法，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗先刚，李维杰，李雄，张仁彦，
申请(专利权)人：天府兴隆湖实验室，
类型：发明
国别省市：
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